Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schnell und innovativ: Jülicher Superrechner ist eine Neuentwicklung aus Europa

25.06.2018

Bei der Entwicklung innovativer Superrechner-Architekturen ist Europa dabei, die Führung zu übernehmen. Leuchtendes Beispiel hierfür ist der neue Höchstleistungsrechner, der in diesen Tagen am Jülicher Supercomputing Centre (JSC) an den Start geht. JUWELS ist ein Meilenstein hin zu einer neuen Generation von hochflexiblen modularen Supercomputern, die auf ein erweitertes Aufgabenspektrum abzielen – von Big-Data-Anwendungen bis hin zu rechenaufwändigen Simulationen. Allein mit seinem ersten Modul qualifizierte er sich als Nummer 1 der deutschen Rechner für die TOP500-Liste der schnellsten Computer der Welt, die heute erschienen ist.

Das System wird im Rahmen des von Bund und Sitzländern getragenen Gauß Centre for Supercomputing finanziert und eingesetzt.


Das erste Modul von JUWELS in der Rechnerhalle des JSC

Copyright: Forschungszentrum Jülich / R.-U. Limbach

Supercomputer helfen in der Forschung, komplexe Zusammenhänge zu erschließen, beispielsweise in der Klimaforschung oder der Neurowissenschaft. Aber auch in vielen anderen Bereichen finden sie immer häufiger Verwendung.

Neben klassischen Anwendungen wie beispielsweise rechenintensiven Simulationen in Ingenieurwissenschaften, Physik oder Chemie werden Superrechner heute zunehmend für weitere Aufgaben eingesetzt, bei denen es etwa um die Auswertung großer Datenmengen oder um maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz (KI) geht. Um solche unterschiedlichen Anforderungen zu erfüllen, ist JUWELS – die Abkürzung steht für „Jülich Wizard for European Leadership Science“ – als modularer Supercomputer ausgelegt.

„Einen Rechner wie JUWELS bekommt man nicht von der Stange“, sagt Professor Thomas Lippert, Direktor des Jülich Supercomputing Centre. „Aber als eines der größten deutschen Forschungszentren sind wir in der Lage, die Entwicklung der nächsten Generation der Superrechner zusammen mit unseren Partnern Atos aus Frankreich und ParTec aus Deutschland selbst in die Hand zu nehmen. Das Modulare Supercomputing ist für uns der Schlüssel zu einer zukunftsträchtigen, bezahlbaren und energieeffizienten Technologie, mit der sich insbesondere die kommenden Exascale-Systeme verwirklichen lassen“.

Das von Lippert erdachte anpassungsfähige Design – auch mit „Smart Exascale“ umschrieben – hat sich schon vor Jahren zu einem umfassenden europäischen Unternehmen entwickelt und wurde im EU-Forschungsprojekt DEEP in die Realität umgesetzt. Seit 2011 arbeiten Experten von 16 europäischen Partnern in den von Europa finanzierten DEEP-Projekten, die Dr. Estela Suarez vom JSC koordiniert. Mit dem Superrechner JURECA hat sich bereits im letzten Jahr ein erster modularer Supercomputer am JSC im produktiven Betrieb bewährt. Mit JUWELS folgt nun ein weiteres, noch deutlich leistungsstärkeres modulares System.

Energieeffizienter als Vorgängersystem

„Das modulare Konzept sieht einen Superrechner aus mehreren spezialisierten Bausteinen vor, die sich über die Software ParaStation der Münchner HPC-Firma ParTec je nach Bedarf dynamisch und flexibel kombinieren lassen“, sagt Dr. Dorian Krause, verantwortlicher Abteilungsleiter für Aufbau und Betrieb von JUWELS am JSC.

Das im Frühjahr 2018 von der französischen IT-Firma Atos gemeinsam mit den Softwarespezialisten der deutschen Firma ParTec gelieferte Cluster-Modul ist mit Intel Xeon 24-Core Skylake CPUs ausgestattet und besticht durch seine Vielseitigkeit und einfache Nutzbarkeit. Es kommt auf eine theoretische Spitzenleistung von bis zu 12 Petaflops, was in etwa der Rechenleistung von 60.000 modernen PCs entspricht. Verbunden sind die Knoten mit einem Mellanox InfiniBand Hochgeschwindigkeitsnetzwerk. „Mit unseren branchenführenden 100 Gb/s und 200 Gb/s InfiniBand-Komponenten leisten wir einen wichtigen Beitrag zur Leistungsfähigkeit dieses innovativen Systems“, freut sich Gilad Shainer, Vice President of Marketing bei Mellanox.

Als weitere Besonderheit wartet das Modul mit einer neuartigen, besonders energieeffizienten Warmwasserkühlung auf. „Diese Form der Kühlung unserer patentierten und skalierbaren BullSequana-Architektur ermöglicht es, den Großteil der Abwärme mit heißem Wasser ohne zusätzliche Kälteerzeuger direkt mit der Außenluft abzukühlen“, erläutert Pierre Barnabé, Chief Operating Officer Big Data & Security der Atos-Gruppe. Damit ist bereits das erste Modul von JUWELS energieeffizienter als das Vorgängersystem JUQUEEN.

Modell für Exascale-Computer

Im nächsten Jahr soll ein Booster-Modul für massiv parallele Anwendungen hinzukommen, das die Rechenleistung von JUWELS vervielfältigen wird. Der Booster wird mit einer großen Zahl sehr energieeffizienter Rechenkerne bestückt, die durch ein besonders starkes und schnelles Netzwerk miteinander verbunden sind.

„Der Booster funktioniert so ähnlich wie ein Turbolader: Komplexe Teile des Codes, die sich nicht effizient auf einer großen Zahl von Prozessoren berechnen lassen, werden auf dem Cluster ausgeführt. Programmteile, die parallel mit höchster Effizienz bearbeitet werden können, lassen sich mit Hilfe unserer Software ParaStation dynamisch auf das Booster-Modul auslagern“, erläutert Bernhard Frohwitter, CEO von ParTec und Patentanwalt. „Mit Hilfe dieser neuen Technologie, die in Europa entstanden ist und hier ihre Verwertung findet, kann jedes Programmteil in Zukunft auf dem dafür am besten geeigneten Modul laufen. Innovation im Supercomputing kommt heute aus Europa.“

Testlauf und praktischer Einsatz

Schon das Cluster-Modul erreichte bei ersten Testläufen mit dem LINPACK-Benchmark eine Rechengeschwindigkeit von 6,2 Petaflops, obwohl es weniger auf Geschwindigkeit, sondern auf Flexibilität und Universalität ausgelegt ist. Damit rangiert das System als schnellster deutscher Rechner auf dem 24. Platz der TOP500-Liste der schnellsten Rechner der Welt, die heute auf der Internationalen Supercomputer-Konferenz ISC vorgestellt wurde.

Der neue Rechner ist bei europäischen Forschern schon jetzt hochbegehrt. 87 Projekte wurden bereits vergeben. Für die nächsten Monate ist er komplett ausgebucht. Das System wird unter anderem für Simulationen insbesondere in der Hirnforschung, wo Jülich die wissenschaftliche Leitung des europäischen Human Brain Projektes wahrnimmt, in der Entwicklung neuer Medikamente und im Design zukünftiger Materialien verwendet. Wissenschaftler im Bereich der Erdsystemforschung nutzen das System für die Entwicklung von hochauflösenden Klimamodellen der nächsten Generation. Viele weitere Anwendungen stammen aus den Ingenieurswissenschaften, den Lebenswissenschaften, der Sicherheitsforschung sowie der Astronomie, Physik oder Chemie.

Weitere Informationen:

http://www.fz-juelich.de/portal/DE/Presse/_node.html Pressemitteilungen des Forschungszentrums Jülich
https://www.youtube.com/watch?v=8Y8zTG2a-UE Zeitraffervideo vom Aufbau des Superrechners JUWELS (Länge: 2:47 min)
http://www.fz-juelich.de/ias/jsc/DE/Home/home_node.html Supercomputer JUWELS
http://www.gauss-centre.eu/gauss-centre/EN/Home/home_node.html Gauss Centre for Supercomputing (GCS)
https://www.top500.org/ TOP500-Liste

Dipl.-Biologin Annette Stettien | Forschungszentrum Jülich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Multicopter und Satelliten für den Rettungseinsatz
12.11.2018 | Technische Universität München

nachricht Autonomes Parken wird erprobt
12.11.2018 | Technische Universität Braunschweig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Graphen auf dem Weg zur Supraleitung

Doppelschichten aus Graphen haben eine Eigenschaft, die ihnen erlauben könnte, Strom völlig widerstandslos zu leiten. Dies zeigt nun eine Arbeit an BESSY II. Ein Team hat dafür die Bandstruktur dieser Proben mit extrem hoher Präzision ausgemessen und an einer überraschenden Stelle einen flachen Bereich entdeckt. Möglich wurde dies durch die extrem hohe Auflösung des ARPES-Instruments an BESSY II.

Aus reinem Kohlenstoff bestehen so unterschiedliche Materialien wie Diamant, Graphit oder Graphen. In Graphen bilden die Kohlenstoffatome ein zweidimensionales...

Im Focus: Datensicherheit: Aufbruch in die Quantentechnologie

Den Datenverkehr noch schneller und abhörsicher machen: Darauf zielt ein neues Verbundprojekt ab, an dem Physiker der Uni Würzburg beteiligt sind. Das Bundesforschungsministerium fördert das Projekt mit 14,8 Millionen Euro.

Je stärker die Digitalisierung voranschreitet, umso mehr gewinnen Datensicherheit und sichere Kommunikation an Bedeutung. Für diese Ziele ist die...

Im Focus: A Leap Into Quantum Technology

Faster and secure data communication: This is the goal of a new joint project involving physicists from the University of Würzburg. The German Federal Ministry of Education and Research funds the project with 14.8 million euro.

In our digital world data security and secure communication are becoming more and more important. Quantum communication is a promising approach to achieve...

Im Focus: Research icebreaker Polarstern begins the Antarctic season

What does it look like below the ice shelf of the calved massive iceberg A68?

On Saturday, 10 November 2018, the research icebreaker Polarstern will leave its homeport of Bremerhaven, bound for Cape Town, South Africa.

Im Focus: Forschungsschiff Polarstern startet Antarktissaison

Wie sieht es unter dem Schelfeis des abgebrochenen Riesen-Eisbergs A68 aus?

Am Samstag, den 10. November 2018 verlässt das Forschungsschiff Polarstern seinen Heimathafen Bremerhaven Richtung Kapstadt, Südafrika.

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wer rechnet schneller? Algorithmen und ihre gesellschaftliche Überwachung

12.11.2018 | Veranstaltungen

Profilierte Ausblicke auf die Mobilität von morgen

12.11.2018 | Veranstaltungen

Mehrwegbecher-System für Darmstadt: Prototyp-Präsentation am Freitag, 16. November, 11 Uhr

09.11.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ein magnetisches Gedächtnis für den Computer

12.11.2018 | Energie und Elektrotechnik

Autonomes Parken wird erprobt

12.11.2018 | Informationstechnologie

Multicopter und Satelliten für den Rettungseinsatz

12.11.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics