Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Supercomputer mit Turbolader

06.11.2015

Europäisch gefördertes DEEP-Projekt präsentiert Rechner der nächsten Generation

Das EU-Forschungsprojekt DEEP (Dynamical Exascale Entry Platform) hat seinen Prototypen einer innovativen Rechnerarchitektur vorgestellt, der die Weichen für künftige Supercomputer stellen soll. Das DEEP-System setzt auf das sogenannte Cluster-Booster-Konzept.


DEEP-System am Jülich Supercomputing Centre (JSC)

Copyright: Forschungszentrum Jülich

Ein Booster aus hochparallelen, untereinander vernetzten Mehrkern-Prozessoren beschleunigt dabei wie eine Art Turbolader einen Cluster mit herkömmlichen Prozessoren. Erste Tests belegen die hohe Leistungsdichte, Flexibilität und Energieeffizienz des Systems, das 16 europäische Forschungseinrichtungen und Unternehmen seit 2011 gemeinsam entwickelt haben. Der Prototyp wird in den nächsten Jahren am Jülich Supercomputing Centre (JSC) betrieben und für externe Nutzer zugänglich gemacht.

Die Cluster-Booster-Architektur wurde speziell auf die Anforderungen von Exascale-Rechnern hin entwickelt, die hundert- bis tausendmal leistungsfähiger sein werden als die derzeit schnellsten Rechner der Welt.

Das DEEP-Konzept zielt auf eine extreme Steigerung der Energieeffizienz und die Skalierbarkeit auf Millionen von Rechenkernen ab. Die heterogene Architektur ermöglicht es, komplexe Bestandteile eines Programms mit geringer Skalierbarkeit auf dem konventionellen Cluster auszuführen, während einfache, hochskalierbare Codeteile auf den energieeffizienten, enorm leistungsfähigen Booster ausgelagert werden.

Der am JSC installierte Prototyp setzt auf Multi- und Manycore-Prozessoren von Intel und besitzt eine Rechenleistung von 500 Teraflops, was 500 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde entspricht. Der DEEP-Booster ist über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk mit dem Cluster verbunden und besteht aus insgesamt 384 Rechenknoten mit Intel® Xeon Phi-Prozessoren, die speziell auf hochparallele Anwendungen hin zugeschnitten sind.

Die Prozessoren, die über jeweils mehr als 60 Rechenkerne verfügen, kommunizieren untereinander über ein EXTOLL HPC Hochgeschwindigkeitsnetzwerk mit einer 3D-Torus-Topologie, das von der Universität Heidelberg entwickelt wurde.

Alle Komponenten wurden mittels Eurotechs Aurora-Technologie dicht gepackt in zwei Serverschränken, auch „Racks“ genannt, untergebracht und werden mit einer direkten Warmwasserkühlung energieeffizient gekühlt. Eurotech war maßgeblich am Design des Boosters beteiligt, der in enger Zusammenarbeit mit Intel, der Universität Heidelberg und dem Leibniz-Rechenzentrum unter Führung des ExaCluster Lab entstand, einer langjährigen Kollaboration von Intel, Forschungszentrum Jülich und der Softwarefirma ParTec aus München. Nicht zuletzt wird der aktuelle Betriebszustand des Rechners permanent mit einer neuen Monitoring-Software überwacht, die das Leibniz-Rechenzentrum eigens für das DEEP-System entwickelt hat.

Das DEEP-Team hat für das komplexe Hardwaresystem einen kompletten Software-Stack entwickelt, der Nutzern das Programmieren erleichtert. Anwendungsentwickler können damit auf eine vertraute Programmierumgebung zugreifen, während die Software die jeweilige Anwendung gleichzeitig optimal für Berechnungen auf dem komplexen System anpasst.

Beide Teile, Cluster und Booster, lassen sich gemeinsam über eine globale Programmierschnittstelle ansteuern, die auf ParTecs Systemsoftware ParaStation MPI basiert. Darauf sitzt das vom Barcelona Supercomputing Center weiterentwickelte Programmiermodell OmpSs auf, das nun auch die kollektive Auslagerung hochparalleler Aufgabenteile unterstützt.

„DEEP war zunächst nur eine Idee. Dass sie tatsächlich ins Leben gerufen wurde, ist dem Einsatz einiger der qualifiziertesten Wissenschaftler und Ingenieure Europas sowie der Unterstützung der Europäischen Kommission zu verdanken. Alle beteiligten Unternehmen, Forschungsinstitute und Universitäten können stolz auf dieses einzigartige System sein, das sowohl universell einsetzbar als auch unglaublich hoch skalierbar ist. Das Cluster-Booster-Konzept von DEEP wird die Entwicklung künftiger Supercomputer maßgeblich beeinflussen“, sagt Projektkoordinator Prof. Thomas Lippert, Direktor des Jülich Supercomputing Centre.

Sechs Anwendungen aus Wissenschaft und Industrie hat das DEEP-Team bereits für ihr System optimiert. Auch wenn das mit 18,5 Millionen Euro geförderte EU-Projekt jetzt ausgelaufen ist, gehen die Arbeiten weiter. Das System wird die nächsten Jahre am JSC laufen und auch externe Nutzer werden Zugang erhalten, die mit dem Prototypen ihre Anwendungen für künftige Supercomputer optimieren können. Darüber hinaus plant das JSC die Anschaffung eines weiteren Boosters, mit dem der kürzlich installierte Superrechner JURECA in den nächsten ein bis zwei Jahren auf eine Rechenleistung von über 10 Petaflops beschleunigt werden soll.

Projektpartner:
Forschungszentrum Jülich (Deutschland)
Intel Germany (Deutschland)
ParTec Cluster Competence Center GmbH (Deutschland)
Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (Deutschland)
Universität Heidelberg (Deutschland)
German Research School for Simulation Sciences (Deutschland)
Eurotech (Italien)
Barcelona Supercomputing Center (Spanien)
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Schweiz)
KU Leuven (Belgien)
European Centre for Research and Advanced Training in Scientific Computation (Frankreich)
Cyprus Institute (Zypern)
Universität Regensburg (Deutschland)
CINECA (Italien)
CCG (Frankreich)
Mellanox (Israel)

Weitere Informationen:
DEEP-Projekt: http://www.deep-project.eu
Broschüre des DEEP-Projekts: http://www.deep-project.eu/brochure
Jülich Supercomputing Centre (JSC): www.fz-juelich.de/jsc

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Dr. Thomas Lippert, Direktor des Jülich Supercomputing Centre (JSC)
Tel. +49 2461 61-6402
th.lippert@fz-juelich.de

Dr. Estela Suarez, Project Manager DEEP, Jülich Supercomputing Centre (JSC)
Tel. +49 2461 61-9110
e.suarez@fz-juelich.de

Interessierte Anwender aus Wissenschaft und Industrie werden herzlich darum gebeten, bei Fragen zur Nutzung des DEEP-Systems das DEEP Projekt Management Team zu kontaktieren (pmt@deep-project.eu).

Pressekontakt:
Tobias Schlößer, Forschungszentrum Jülich, Unternehmenskommunikation
Tel. +49 2461 61-4771
t.schloesser@fz-juelich.de

Tobias Schlößer | Forschungszentrum Jülich
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/DE/2015/15-11-05deep.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Smart Glasses Guide: Neues Tool zur Auswahl von Datenbrillen und Anwendungen
15.10.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Einzigartige Infrastruktur für Deep Learning – DFKI erhält ersten NVIDIA DGX2 Supercomputer Europas
11.10.2018 | Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, DFKI

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Im Focus: Chemiker der Universitäten Rostock und Yale zeigen erstmals Dreierkette aus gleichgeladenen Ionen

Die Forschungskooperation zwischen der Universität Yale und der Universität Rostock hat neue wissenschaftliche Ergebnisse hervorgebracht. In der renommierten Zeitschrift „Angewandte Chemie“ berichten die Wissenschaftler über eine Dreierkette aus Ionen gleicher Ladung, die durch sogenannte Wasserstoffbrücken zusammengehalten werden. Damit zeigen die Forscher zum ersten Mal eine Dreierkette aus gleichgeladenen Ionen, die sich im Grunde abstoßen.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen den Professoren Mark Johnson, einem weltbekannten Cluster-Forscher, und Ralf Ludwig aus der Physikalischen Chemie der...

Im Focus: Storage & Transport of highly volatile Gases made safer & cheaper by the use of “Kinetic Trapping"

Augsburg chemists present a new technology for compressing, storing and transporting highly volatile gases in porous frameworks/New prospects for gas-powered vehicles

Storage of highly volatile gases has always been a major technological challenge, not least for use in the automotive sector, for, for example, methane or...

Im Focus: Materiezustände durch Licht verändern

Forscherinnen und Forscher der Universität Hamburg stören die kristalline Ordnung

Physikerinnen und Physikern der Universität Hamburg ist es gelungen, mithilfe von Laserpulsen die Ordnung von Quantenmaterie so zu stören, dass ein spezieller...

Im Focus: Disrupting crystalline order to restore superfluidity

When we put water in a freezer, water molecules crystallize and form ice. This change from one phase of matter to another is called a phase transition. While this transition, and countless others that occur in nature, typically takes place at the same fixed conditions, such as the freezing point, one can ask how it can be influenced in a controlled way.

We are all familiar with such control of the freezing transition, as it is an essential ingredient in the art of making a sorbet or a slushy. To make a cold...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Neurowoche 2018: 7000 Experten für Gehirn und Nerven tagen in Berlin

15.10.2018 | Veranstaltungen

Berlin5GWeek: Private Industrienetze und temporäre 5G-Inseln

15.10.2018 | Veranstaltungen

PV Days in Halle zeigen neue Chancen für die Photovoltaik

11.10.2018 | Veranstaltungen

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

Smart Glasses Guide: Neues Tool zur Auswahl von Datenbrillen und Anwendungen

15.10.2018 | Informationstechnologie

Neurowoche 2018: 7000 Experten für Gehirn und Nerven tagen in Berlin

15.10.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Grauer Star: Neues Verfahren bei der Katarakt-Operation

15.10.2018 | Medizintechnik

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