CPU 24/7 Unternehmensmagazin

Ausgabe 2013/01
EIN MAGAZIN VON
RECHENZENTREN IN DER TRENDWENDE!
Server und Rechenzentren stellen einen
der am größten wachsenden Sektoren des
weltweiten Energieverbrauchs dar
SCHNELLER, HÖHER, WEITER
DIE CHANCE FÜR HPC ON DEMAND!
„Auch aus Steinen, die einem in den Weg
gelegt werden, kann man Schönes bauen.“
www.cpu-24-7.com
GREEN-IT – UNSER BEITRAG
ZUR NACHHALTIGKEIT
Höhere Performance, weniger Energieverbrauch
– das ist im 21. Jahrhundert das
Credo vieler IT-Unternehmen.

„Es gibt eine Theorie, die besagt, wenn jemals irgendwer
genau herausfindet, wozu das Universum da ist und warum es
da ist, dann verschwindet es auf der Stelle und wird durch
noch etwas Bizarreres und Unbegreiflicheres ersetzt.
— Es gibt eine andere Theorie, nach der das schon passiert ist.
“
— Douglas Adams
Ein wunderbarer Tag ist das heute ... und dann halten
Sie auch noch die allererste Ausgabe von „42“ *
in Ihren Händen, einem Magazin der CPU 24/7
GmbH & Co. KG, das nichts weniger möchte, als die
Welt, das Leben, das Universum und den ganzen Rest
zu erklären. Genau – deshalb auch „42“.
Als wir vor nun mehr als sieben Jahren unsere kleine
Hightech-Company gründeten, war natürlich allen
Insidern der Branche schon lange klar, dass numerische
Simulationen, CFD und „HPC remote und
on-demand“ sehr dynamische Zukunftsbranchen und
Schlüsseltechnologien sein würden. Nicht nur für die
Luft- und Raumfahrtindustrie, Automotive oder Maritime
Systeme. Ob Architektur, Design oder Medizintechnik –
die Spanne der potentiellen Anwendungen ist so breit
wie unser gesellschaftliches, wissenschaftliches oder
wirtschaftliches Leben selbst. HPC steht heute – und
morgen! – ganz sicher im Mittelpunkt aller ingenieurswissenschaftlichen
Entwicklungen und Innovationen.
Aber erklären Sie das mal Ihren Freunden, Ihren Nachbarn,
Ihren Eltern ... keine Chance. Zu komplex, zu abstrakt,
zu weit weg. Auch deshalb also „42“.
Wir laden Sie sehr herzlich ein, unser brandneues
„HPC-und-was-man-damit-alles-machen-kann“-
Magazin mit Spaß und Freude, gerne auch mit
Fragezeichen und hochgezogenen Augenbrauen
durchzublättern, zu lesen und zu studieren. Und
dann sind Sie dran – wir freuen uns auf mutiges,
kritisches, sachliches, emotionales, positives,
euphorisches und konstruktives Feedback. Am liebsten
persönlich. Und immer gerne.
Herzlichst,
Dr.-Ing. Matthias Reyer und Heiko Haenler
Geschäftsführer der CPU 24/7 GmbH & Co. KG
* Die Antwort 42 ist das kürzeste und bekannteste Zitat aus der verfilmten Roman- und Hörspielreihe „Per Anhalter durch die Galaxis“ von Douglas Adams. Es ist die Antwort
auf die vom Autor unklar gestellte Frage „nach dem Leben, dem Universum und dem ganzen Rest“ (“life, the universe and everything”), die in der Geschichte der größte
existierende Computer des Universums zu errechnen hat und sie als mit absoluter Sicherheit korrekt darstellt. Letztlich aber können die Protagonisten mit der Antwort
nichts anfangen, weil niemand weiß, wie die eigentliche Frage lautete.
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06
RECHENZENTREN IN
DER TRENDWENDE!
14
SCHNELLER, HÖHER, WEITER
DIE CHANCE FÜR HPC ON DEMAND!
28
INHALT
HPC ON DEMAND
DAS MODELL DER
ZUKUNFT?
06 RECHENZENTREN IN DER TRENDWENDE!
12 AMAZING FACTS
14 SCHNELLER, HÖHER, WEITER
DIE CHANCE FÜR HPC ON DEMAND!
20 GREEN-IT
MEHR ALS EINE LEERE WORTHÜLSE?
28 HPC ON DEMAND
DAS MODELL DER ZUKUNFT?
GREEN-IT
UNSER BEITRAG ZUR
NACHHALTIGKEIT
32 HARD FACTS
34 BUSINESS
WARUM WIR TUN, WAS WIR TUN
36 UNSERE KUNDEN
FÜR WEN WIR ES TUN,
WAS WIR TUN
38 DAS TEAM
WER WIR SIND
40 UNSERE TERMINE
WO SIE UNS FINDEN KÖNNEN
42 42 – DIE ANTWORT AUF ALLE FRAGEN
HARD FACTS
32 20
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5

RECHENZENTREN IN
DER TRENDWENDE!
Rechenzentren und die dazugehörige IT-Hardware stellen einen der
am größten wachsenden Sektoren des weltweiten Energieverbrauchs
dar – demgegenüber besteht ein großes Potential, die Energieeffizienz
und die Nachhaltigkeit von Rechenzentren zu verbessern.
Fakt ist: HPC-Systeme werden immer leistungsfähiger
und verbrauchen immer mehr Strom,
kontrovers zur Strompreisentwicklung und
dem Umweltbewusstsein der Gesellschaft, welche
gleichermaßen steigen. Neue Formen der Kapazitätsbereitstellung
werden somit immer wesentlicher
in der Nutzung von Rechenzentren und bewegen
nicht nur die Unternehmen zum Nachdenken.
Daher stehen Rechenzentren in Zeiten von Big Data,
Cloud Computing und Virtuellen Desktop-Umgebungen
neue Herausforderungen bevor. Es geht
schon längst nicht mehr um die bloße Bereitstellung
von Rechenkapazitäten. Sicherheit, Energieeffizienz,
Strom, Kühlung, System-Management, Fläche, Speicher-
und Datenmanagement – all diese Aspekte,
sofern sie es nicht schon sind, werden für Rechenzentrumsbetreiber
zukünftig von immenser Bedeutung
sein. Ein weiteres Thema, das die Branche beschäftigt,
ist der mit dem wachsenden IT-Geschäft
sich verändernde Markt der Rechenzentren. Die Interdisziplinarität
im Kerngeschäft ist dabei nur eine
der vielen Herausforderungen, denen Zulieferer,
Händler und Hersteller gleichermaßen begegnen.
Outsourcing ist hier die größte Thematik.
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Trendwende und Paradigmenwechsel
Ein Trend, der sich im Zuge dessen einstellt, ist die Auslagerung
der Rechenkapazitäten an einen Drittanbieter. Die Vorteile
liegen auf der Hand: Während sich Unternehmen wieder
ganz ihren Kernkompetenzen widmen können, profitieren sie
beim Outsourcing von der neusten Technologie, Sicherheit,
Verfügbarkeit sowie Skalierbarkeit und behalten dabei die volle
Kontrolle. Ein weiterer Vorteil ist, dass Drittanbieter in einer
sich ständig ändernden Umgebung flexibler aufgestellt sind.
Auf neue Anforderungen und Regulatorien können sie daher
viel agiler reagieren.
Hinzu kommen die sinkenden unternehmensinternen Investitions-
und Betriebskosten. Oft ist es schwer für Unternehmen
die richtigen Kapazitäten zu wählen, da der Workload stark
fluktuiert. Bei einer plötzlich steigenden Nachfrage muss entweder
in neue Hardware investiert werden oder man muss
redundante Flächen vorhalten. Lagert man seine Rechenkapazitäten
allerdings gezielt aus, fallen auch nur Kosten für die
tatsächliche Nutzung an.
Eine Beispiel für Outsourcing findet man hier: e-shelter plant,
baut und betreibt hochverfügbare Rechenzentren und ist eines
von vielen Unternehmen, das dem Wandel im Hinblick auf die
Auslagerung von Serversystemen begegnet. Das Unternehmen
legt dabei besonders viel Wert auf nachhaltiges und energieeffizientes
Handeln.
Forderungen und Möglichkeiten für Rechenzentren
Verschiedene Forderungen und Anforderungen an die Betreiber
von Rechenzentren stellte das Bundesumweltministerium
(BMU) bereits 2009 auf. Dazu zählte vor allem das Umsetzen
von Lösungen nach dem Best-Practice-Prinzip. Noch heute
haben diese nicht an Relevanz verloren. Die Regierung hält
weiter daran fest, Energieeffizienzzahlen weiterzuentwickeln
und zu standardisieren. Auch die Entwicklung und Umsetzung
verschiedener Benchmarking-Programme soll nach wie
vor ein zentraler Punkt sein. Rechenzentren sind angehalten,
CO 2-neutral und nach dem Prinzip von Green Business zu
handeln sowie sich zertifizieren zu lassen, so bspw. über das
eco-Gütesiegel.
Energieeffizienz in jeder Hinsicht
In der Zwischenzeit hat sich einiges getan. Laut BMU ist der
Stromverbrauch zwischen 2008 und 2011 um 4%, auf 9,7 tWh
gesunken und das trotz einer gestiegenen Anzahl von Servern.
Dem Trend des ansteigenden Stromverbrauchs konnte
somit effektiv entgegengewirkt werden. Ein wesentlicher
Faktor dabei ist, dass die Informationstechnik im Allgemeinen
effizienter geworden ist und das vor allem in der
Klimatisierung und Unterbrechungsfreien Stromversorgung
(USV), ein deutlicher Effizienzgewinn erzielt werden konnte.
„Gefragt sind heute
flexible Nutzungsmodelle und
kurze Anpassungszeiten.
“
— Dipl.-Ing. Peter Lampe
DIPL.-ING. PETER LAMPE IST MANAGER FÜR DIE
KUNDENPROJEKTE BEI E-SHELTER FACILITY SER-
VICES GMBH. E-SHELTER – DAS SIND IM EIGENEN
HAUS FORCIERTE UND BEWIRTSCHAFTETE, HOCH-
VERFÜGBARE RECHENZENTREN, DESSEN INFRA-
STRUKTUR DIE HÖCHSTEN STANDARDS PHYSISCHER
SICHERHEIT UND BETRIEBLICHER AUSFALLSICHER-
HEIT GEWÄHRLEISTEN.
Welche sind die großen Herausforderungen, denen
sich RZ-Betreiber aktuell annehmen müssen?
Eine große Herausforderung sind die Strompreise in
Deutschland. Auch aus diesen Gründen setzen wir in
unseren Rechenzentren stets die neueste Technologie
ein, um den Stromverbrauch so niedrig wie möglich zu
halten. Für unser neustes Rechenzentrum Frankfurt 3
in Rüsselsheim, haben wir bspw. gemeinsam mit Kältetechnikern
eine hybride indirekte Außenluftkühlung
mit einem adiabatischen System entwickelt, die bis zu
30% der Kälteenergiekosten einspart.
Unser Rechenzentrum in Berlin hingegen wird ausschließlich
mit Öko-Strom versorgt, in Ergänzung mit
hochwertigen Kältemaschinen und deren speziellen
Kompressoren. Generell geregelte Pumpen sparen außerdem
Strom. Die Wärme wiederum, welche von den
Servern absorbiert wird machen wir uns zu Nutzen.
Einerseits zum Beheizen der Büros und Notfallarbeitsplätze
und für den Netzersatz- und die Raumlufttechnik-Anlagen
andererseits.
Was ist den Kunden beim „Anmieten“ von RZ-Flächen
besonders wichtig?
Neben Hochverfügbarkeit und Sicherheit spielt die
Connectivity oft eine zentrale Rolle bei der Entscheidung
für ein Rechenzentrum. Unser Rechenzentrum
in Berlin ist von fast 20 Carriern über drei redundante
Trassen erschlossen.
Ein weiteres wichtiges Thema bei unseren Kunden
ist die Flexibilität. Gefragt sind heute flexible Nutzungsmodelle
und kurze Anpassungszeiten. Schließlich
muss sich die Unternehmens-IT schnell an sich
ändernde Umstände anpassen. Unsere Nutzungsmodelle
sind absolut flexibel und wir halten stets
auf Wunsch direkt bezugsfähige Flächen vor. Kurze
Anpassungszeiten garantieren außerdem eine hohe
Verfügbarkeit, selbst zu Spitzenlastzeiten. Im Grunde
bieten wir unseren Kunden ein maßgeschneidertes
Rechenzentrum.
Wie entwickelt sich aktuell der Bedarf an dieser Art
von RZ-Flächen?
Die Trends Cloud Computing, Big Data oder Outsourcing
lassen die Nachfrage nach Rechenzentrumsdienstleistungen
in die Höhe schnellen. Das Borderstep-Institut
hat in einer Studie prognostiziert, dass die kleinen Lokationen
zurückgehen, dafür jedoch die Zahl an mittleren
und großen Rechenzentren, die mehr als 500 physikalische
Server hosten, ansteigt. Hier zeigt sich auf der einen
Seite eine zunehmende Zentralisierung des Know-hows.
Ein zweiter Effekt ist, dass die Kunden von den Skaleneffekten
in den großen Rechenzentren profitieren: In
unseren Rechenzentren erreicht jedes Unternehmen, ob
Gewerbetreibender oder Mittelstand, das Sicherheitsniveau
eines DAX-Konzerns.
Was tut e-shelter speziell im Bereich der RZ-Sicherheit?
Wir unterscheiden die Betriebssicherheit, die von den
Kollegen des technischen Betriebs gewährleistet wird.
Die physische Sicherheit, die die Rechenzentren
und Anlagen betreffen. Übergreifend gilt für unser
Rechenzentrum in Berlin, e-shelter eigene, VDS-zertifizierte
Leitstellen überwachen das Rechenzentrum
und werden betreut durch das Sicherheitspersonal
der Tochterfirma e-shelter security GmbH. Sämtliche
kritischen Funktionen unterliegen einem redundanten
Monitoring und für alle kritischen und sicherheitsrelevanten
Prozesse gilt das Vier-Augen-Prinzip.
Wie garantiert e-shelter seinen Kunden ein Höchstmaß
an physischer Sicherheit und technischer Verfügbarkeit?
Der technische Betrieb gewährleistet maximale Ausfallsicherheit
durch standardisierte Betriebsprozesse und
einer technischen Systemredundanz. Selbstverständlich
wird regelmäßig eine präventive Risikobewertung nach
ISO 9001 und ISMS Prozess vorgenommen. Das e-shelter
Betriebspersonal besucht regelmäßig spezielle Trainings
und Fortbildungen, um hier auf dem neusten Stand der
Technik zu sein. Unsere Mietbereiche wie auch der technische
Betrieb werden durch standardisierte Sicherheitsprozesse
und mehrstufige Sicherheitssysteme gesichert.
Unser eigenes Sicherheitspersonal ist rund um die Uhr
vor Ort und bewacht das Gelände und die Gebäude. Bereits
die Zufahrt zu unserem Rechenzentrum ist mit einem
Sicherheitstor und Durchfahrsperren ausgestattet
und die Grundstücksgrenzen sind mit einer elektronisch
überwachten Sicherheitszaunanlage mit Überstieg- und
Untergrabschutz gesichert. Sämtliche Türen und Zugänge
werden lückenlos durch Videos überwacht, ebenfalls
lückenlos dokumentiert ist das Zutrittsmanagement.
Durch unser System der berührungslosen Chipkarte, bekommt
somit niemand ungesehen Zugang zum Campus
oder den Rechenzentren.
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Gerade im Bereich der Teillast konnte der Stromverbrauch
signifikant verringert werden und im Hinblick auf die steigende
Anzahl an Servern, Speichern und Netzwerktechniken,
sind die Einsparpotenziale mittels Green-IT noch lange nicht
ausgeschöpft.
könnten Spitzenlasten der Energieversorger abgefangen und
kostengünstig an die Rechenzentren weitergegeben werden.
Die Herausforderung liegt nun in der Schaffung einer dementsprechenden
Netzinfrastruktur oder eines entsprechenden
Standorts.
Der Wirkungsgrad eines Rechenzentrums
Vor allem die Kühlung der Systeme und die Energiespeisung
stellen auf Grund der immer wachsenden Notwendigkeiten
ein wichtiges Kriterium dar und fordern die Anbindung an
effiziente Energiesysteme. Lag der Anteil des Gesamtstromverbrauchs
eines Rechenzentrums im Jahr 2010 für IT-Systeme
noch bei 45%
und bei der Kühlung
bzw. Klimatisierung
bei 35%, so wird der
Anteil im Jahr 2015
auf nur noch 15% für die Kühlung sinken und für Systeme auf
73% steigen. Diese Entwicklung ist vor allem neuer, energieeffizienterer
Kühltechniken und der erhöhten Nachfrage
nach IT-Systemen geschuldet. Stetig steigende Energiepreise
erfordern eine kostengünstige Lösung in den Bereichen der
Kühltechniken.
Neue und energieeffizientere Kühltechniken
Ein großes Manko stellte bis vor einigen Jahren noch die Kühlung
der Systeme dar. Heute hat man dafür verschiedene
Lösungen gefunden, die die Energieeffizienz weiter gesteigert
haben. Durch die Anwendung energieeffizienterer Kühltechniken,
ist auch der PUE-Wert (Power Usage Effectivness), der
für das Effizienz-Controlling eingesetzt wird, stetig gesunken.
Der PUE-Wert wird so definiert:
PUE = Elektrische Leistung aller Verbraucher [kW] /
Elektrische Leistung der IT [kW]
80% ALLER SERVERRÄUME WEISEN
KEINE PHYSIKALISCHE SICHERUNG AUF
Datensicherheit durch Notstromversorgung
Die Gewährleistung von Sicherheit und Verfügbarkeit
ist für einen zuverlässigen Betrieb absolut notwendig.
Verschiedene Studien zeigen auf, dass 80% aller Server-Räume
im Self-Hosting-Bereich keine normative physikalische
Sicherung haben. Entsprechende Datenpannen
können das Vertrauen
des Kunden auf
lange Sicht verletzen.
CPU 24/7 ist ein
Experte auf dem Gebiet
der Datensicherheit. Ein konsequentes und schlüssiges
Datenmanagement verhindert nicht nur Zugriffe und
Angriffe von unbefugten Dritten, sondern gewährleistet
auch stets die Datenkonsistenz.
Über e-shelter:
e-shelter wurde im Jahr 2000 gegründet. Das Unternehmen
beschäftigt heute über 300 Mitarbeiter und betreibt insgesamt
rund 90.000 m 2 Rechenzentrumsfläche. Davon allein 60.000 m 2
Fläche an seinem Hauptstandort in Frankfurt am Main, der
damit Europas größter einzelner Rechenzentrumsstandort
ist. Weitere Standorte von e-shelter befinden sich in Berlin,
Hamburg, München und Zürich. Zu den e-shelter Kunden
zählen Finanzdienstleistungs- und Telekommunikationsunternehmen
sowie IT- und Cloud-Service-Anbieter.
Je näher der PUE-Wert der Zahl 1 kommt, desto energieeffizienter
arbeitet das Rechenzentrum. Das aktuell energieeffizienteste
Rechenzentrum weist einen Wert von 1,06 auf.
Trotzdem wird der PUE-Wert teilweise sehr kritisch betrachtet,
denn in der Formel liegt die Crux. Der PUE-Wert ist in
seiner Komplexität nicht allumfassend. So geht aus diesem
Wert nicht hervor, wie eine mögliche Verbesserung erreicht
wurde. Die Rechenleistung der Systeme wird dabei ebenfalls
vernachlässigt. Rechenzentren können so trotzdem als energieeffizient
gelten, obwohl sie bspw. eine Anzahl alter Rechner
vorhalten. Verlangt werden daher neue Ansätze und Metriken.
Bessere Lastenverteilung
Einhergehend mit der Effizienz von Rechenzentren steht die
Forderung nach einer besseren Jobverteilung bzw. nach effizienteren
Verteilungsalgorithmen. Gerade für Unternehmen
wie CPU 24/7, dessen Kernkompetenz es ist, die entsprechende
Rechenleistung bereitzustellen, ist das ein zentraler
Ansatz. Eine optimierte Jobverteilung spart Ressourcen, Zeit
und Geld. Der Durchsatz kann erhöht, die Verarbeitung beschleunigt
und der Ressourceneinsatz minimiert werden. Ist
der Workload des Kunden einmal planbar, wäre in Zukunft
auch ein dynamisches Modell abhängig von den bereitgestellten
Stromkapazitäten denkbar. Die Einführung eines Tagund
Nachttarifs stellt sicherlich nur eine Möglichkeit dar. So
Quickinfo:
|||| CPU 24/7 garantiert höchste physikalische
Sicherheit und Verfügbarkeit.
|||| CPU 24/7 hält einen Pool an hochverfügbaren,
skalierbaren und modernen Clustern
an verschiedenen Rechenzentren-Standorten
bereit.
|||| CPU 24/7 befindet sich derzeit im Sicherheitszertifizierungsprozess
nach ISO-27001.
|||| Die Server der CPU 24/7 sind z.T. bereits in ISO-
27001 zertifizierten Rechenzentren untergebracht.
|||| CPU 24/7 übernimmt das Risikomanagement,
von der Analyse, Bewertung, Bewältigung und
Überwachung.
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70
1
0
0
0
m²
Tonnen
Bereits im Jahr 1976 wurde der erste Supercomputer auf den Markt gebracht und vom Los
Alamos National Laboratory in Betrieb genommen. Seinen Einsatzbereich fand der Cray-1 in
der Kernwaffentestberechnung. Jedoch ist das Ausmaß dieses Supercomputers nicht mit den
heutigen Geräten zu vergleichen. Mit einem Gewicht von 5,5 Tonnen ist der Cray-1 noch relativ
leicht. Im Vergleich dazu: Im australischen Institut für Wetterforschung befindet sich derzeit
ein Supercomputer mit rund 70 Tonnen. Der Cray-1 lieferte damals 200.000 Logik-Einheiten,
eine Taktfrequenz von 80 MHz, einen Arbeitsspeicher von 8 MB und eine Rechenleistung von
80 MFlop/s. Aktuell hat die chinesische University of Defense Technology einen Supercomputer,
genannt Tianhe-2 entwickelt, der 33,86 PFlop/s leisten kann.
38,4
Billionen Bytes
Gemäß EU-Angaben hat einer der größten Supercomputer
der Welt eine Fläche von bis zu
1.000 m². Dies entspricht einer Fläche von rund
1/7 eines Fußballfeldes. Dahingegen benötigt
das weltweit schnellste HPC-System rund
10.500 m² zur Unterbringung, wozu noch einmal
eine Fläche von rund 2.100 m² für die Kühlaggregate
hinzukommt.
Laut dem Internetportal HPCwire hat die Iowa
State University in diesem Sommer den Supercomputer
„Cyence“ entwickelt, der ca. 183,043
Billionen Kalkulationen pro Sekunde liefern
kann und einen Speicher von 38,4 Billionen Bytes
aufweist. In Relationen betrachtet: ein einzelner
Mensch benötigt für eine Sekunde der Kalkulationen
von „Cyence“ fünf bis sechs Millionen Jahre,
während die gesamte Erdbevölkerung dafür
12 Stunden veranschlagen würde.
1%
Nur
130.000
Laptops
Die weltweit größten Supercomputer haben
eine Rechenleistung von mehr als 130.000
Laptops.
Ihres Gehirns kann von
einem Supercomputer
mit 83.000 Prozessoren
wiedergegeben werden.
Ein Supercomputer mit 83.000 Prozessoren
kann nur 1% Ihres Gehirns wiedergeben. Dies
hat das Institute of Neuroscience and Medicine in
Deutschland entdeckt. Herauszufinden bleibt,
wieso ein Computer nicht die Rechenleistung
eines Gehirns erreichen kann? Die Antwort liegt
im Volumen! Das menschliche Gehirn besteht
aus über 200 Millarden Nervenzellen, die wiederum
von Billionen von Synapsen zusammengehalten
werden. Man kann sich nur schwer
vorstellen, wie oft die Synapsen umschalten
müssten, um die Informationen weiterzuleiten.
In der Summe kann das menschliche Gehirn
hunderte von Billionen von neuralen Reaktionsketten
beherbergen. Das entspricht einem
Ausmaß, als würde man sich von hier bis zum
Jupiter bewegen. Dabei ist davon auszugehen,
dass man für diese konzentrierte Rechenleistung
mehr als 250.000 normale PC‘s benötigen
würde, was lediglich 1% der Rechenleistung
des menschlichen Gehirns ausmacht.
1.000.000.000. 000.000.000
Rechenoperationen pro Sekunde
Vor
45
Jahren hatte man die
Vision eines Supercomputers
Bereits vor 45 Jahren hatte man die Vision eines Supercomputers. Im
Jahr 1968 kommt der Film „2001: Odyssee im Weltraum“ in die Kinos, in
dem der Supercomputer HAL 9000, mit einer speziellen Persönlichkeit
ausgestattet, das Raumschiff Discovery One steuert. Nur 8 Jahre später
kommt tatsächlich der erste Supercomputer zum Einsatz, jedoch nicht,
um ein Raumschiff zu steuern.
Neueste Pläne der EU für den Bereich des High Performance Computing – laut aktuellen
Nachrichten von www.eubusiness.com ist die EU bestrebt bis 2020 Vorreiter in der
HPC-Branche zu werden. Ziel eines 2012 verabschiedeten Beschlusses soll sein: die
Investitionen im HPC-Bereich auf 1,2 Millionen Euro zu verdoppeln und eine Rechenleistung
von 1.000.000.000.000.000.000 (d.h. 10^18) Rechenoperationen pro Sekunde aufzuweisen.
Dabei soll die Hälfte der Investitionen in die Bereiche Entwicklung und Training
fließen, sowie in Qualitätszentren und Arbeitsplätze.
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SCHNELLER, HÖHER, WEITER
DIE CHANCE FÜR HPC ON DEMAND!
Am Anfang steht die Idee, als Grundlage allen Fortschritts. Neue
Technologien, neue Methoden, neue Produkte – ohne Ideen keine
Innovationen. Anders bei der Umsetzung: Der lange Weg von der
Idee bis hin zur Produktion ist steinig. Doch ...
„Auch aus Steinen, die einem in den Weg gelegt werden,
kann man Schönes bauen.
“— Johann Wolfgang von Goethe
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„Hohe Geschwindigkeit, gute Skalierbarkeit und
Benutzerfreundlichkeit – darauf kommt es an.
“
— Thomas Hildebrandt
DR. THOMAS HILDEBRANDT IST SEIT MEHR ALS 15 JAHREN
GESCHÄFTSFÜHRER DES NUMECA INGENIEURBÜROS, DEM
DEUTSCHEN PARTNER VON NUMECA INTERNATIONAL S.A.
DER PROMOVIERTE INGENIEUR IST EXPERTE AUF DEM GE-
BIET DER NUMERISCHEN STRÖMUNGSSIMULATION.
Wie hat sich die Nachfrage nach CFD-Softwareprogrammen
entwickelt?
Der Markt für CFD-Programme hat über die letzten Jahre
ein durchschnittliches Wachstum von ca. 20% gezeigt. Dieses
Wachstum verteilt sich auf die verschiedenen Anbieter jedoch
sehr unterschiedlich. Auch die Anwendungsbereiche und
Branchen für CFD-Programme zeigen ein stark streuendes
Wachstum.
Wie ist die Akzeptanz dieser sich ständig weiter entwickelnden
Methoden als Entwicklungs- und Entwurfswerkzeug
einzuschätzen?
Aus den meisten Branchen ist CFD, wie auch viele andere Simulationswerkzeuge,
als Entwicklungswerkzeug nicht mehr
wegzudenken.
In welchen Branchen ist NUMECA vorrangig aktiv?
NUMECA‘s Stärke sind anwendungsspezifische CFD-Programme.
Unsere Schwerpunkte liegen dabei im Turbomaschinen-
und Marinebereich, sowie in der Vernetzung hoch
komplexer CAD-Geometrien. Neue, stark wachsende Märkte
liegen in der Verbrennungssimulation sowie in der Aeroakustik.
Was sind heutzutage die wichtigsten Anforderungen an
CFD-Software?
Neben einer anwendungsgerechten Auslegung der Software
kommt es auf eine hohe Geschwindigkeit und eine gute Skalierbarkeit
auf den HPC-Clustern sowie auf die Benutzerfreundlichkeit
an.
Wie setzt NUMECA diese Anforderungen um?
NUMECA verwendet moderne numerische Algorithmen, die
eine schnelle und robuste Konvergenz ermöglichen. Im Vergleich
zu unseren Mitbewerbern können wir alleine dadurch
einen nachgewiesenen Geschwindigkeitsvorteil bis zu einem
Faktor 20 demonstrieren. Darüber hinaus ist NUMECA Software
voll parallelisiert und skaliert nahezu linear selbst auf
Tausende von Cores.
Was hat das mit Computational Fluid Dynamics (CFD)
zu tun? Und wie kann High Performance Computing
(HPC) On Demand dabei helfen? Immer anspruchsvollere
Modelle sowie der Drang nach Genauigkeit, Optimierung
und Effizienz machen den Einsatz von HPC im Bereich
der CFD unabdingbar. Laut einem im April 2013 von TechNavio
veröffentlichten Report wächst der weltweite Markt der
Strömungsmechanik zwischen 2012 und 2016 um 13,33%.
Dies ist vor allem der steigenden Nachfrage aus den Entwicklungsländern,
insbesondere in den APAC-Staaten, wie
China, geschuldet. Außerdem steigt die Popularität von
Open-Source-CFD-Software-Tools. Eine Entwicklung, die
dieses Wachstum zudem fördert, ist die Nachfrage nach
on-demand-CFD-Softwareprogrammen.
CFD spart Entwicklungskosten
Was macht also CFD für die Endnutzer, vor allem aus der Automobilindustrie,
Elektrotechnik, Maschinenbau, Flugzeugindustrie
und Verteidigung, so attraktiv? Experimente lassen
sich nicht nur virtuell am Rechner durchführen, sondern
es können auch verschiedene Design-Varianten simultan
durch eine gezielte Manipulation einzelner Parameter
erstellt werden. Die Simulationsergebnisse werden
dann dazu genutzt, um kostenintensive Real-Experimente
besser zu planen und durchzuführen.
Dies gilt insbesondere für den Bau von
umfangreichen Versuchsanlagen. Mit
CFD als Instrument für die Planung,
Durchführung und Auswertung
von Experimenten lassen sich
somit Kosten sparen.
CFD und seine Grenzen
Dennoch stoßen Numerische Strömungssimulationen schnell
an die Grenzen der technischen Machbarkeit. Zu grobe Gitter
mit großen Abständen zwischen den Stützpunkten erzielen ungenaue,
bis hin zu falsche Ergebnisse. Zu feine Gitter erhöhen
den Rechenaufwand, ohne ein besseres Ergebnis zu erzielen.
Es gilt also eine geeignete Anzahl von Stützstellen bzw. Gitterpunkten
zu finden.
HPC als Enabler: Hohe Performance trotz umfangreicher
Modelle
Eine Lösung ist der Einsatz von HPC-Ressourcen. Bei bestimmten
Berechnungen steigt die Anzahl der Zellzahlen des
Gitters schnell um ein Vielfaches. Dies ist jedes Mal der Fall,
wenn komplexe Geometrien mit einer extrem hohen Dichte an
Gitterpunkten abgebildet werden müssen. Die Anzahl der Gitterpunkte
wird dann so groß, dass die Simulation nicht mehr
auf konventionelle Art und Weise gestartet werden kann. Spätestens
jetzt stoßen normale Rechner an ihre Grenzen. Berechnungen
können nicht ausgeführt werden oder dauern bis
zu mehreren Tagen. Heutzutage wird somit fast jedes Industrieprodukt
mit HPC-Rechenpower designed, getestet und
evaluiert. Laut EU-Angaben befinden 97% der HPC nutzenden
Unternehmen dieses für unverzichtbar, wenn es um ihre Innovations-
und Wettbewerbsfähigkeit geht.
Weg von der Vereinfachung - hin zu Genauigkeit, Produktivität
und Effizienz
Laut dem VDI (Verein Deutscher Ingenieure e.V.) ist eine Simulation
das zielgerichtete Experimentieren an einem Modell –
an einem vereinfachten Abbild der Realität – was genutzt wird,
um Erkenntnisse zu gewinnen, die zur Lösung eines realen
Problems geeignet sind. Ziel heutiger numerischer Simulationen
ist es jedoch diese Vereinfachungen zu Gunsten von mehr
Genauigkeit und Detailtreue zu reduzieren. Die Zeiten haben
sich geändert. Ingenieure sind produktiver und ökonomischer
geworden. Nicht zuletzt durch HPC On Demand – der Bereitstellung
von Hochleistungsrechenpower „auf Abruf“. Diese
Bereitstellung von HPC-Ressourcen wird an kompetente externe
Provider ausgelagert, welche Ingenieuren einen fertigen
Arbeitsplatz mit Remote-Zugang ebenso zur Verfügung
stellen, wie die passende CFD-Software, das Lizenzmanagement
und den Supportservice. Das Plus: Eine schnellere
time-to-market Phase.
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Welche Rolle spielt CPU 24/7 bei der Umsetzung?
Dank CPU 24/7 können wir unsere Simulationsprojekte in
kürzester Zeit auf nahezu unbegrenzter Prozessoranzahl
durchführen. Für Testphasen oder „Feuerwehrprojekte“
stellt uns CPU 24/7 stets schnell und unbürokratisch Rechenleistung
zur Verfügung. Der exzellente Support von CPU
24/7 hilft uns auch bei komplizierten Aufgaben kompetent
weiter.
Welchen Beitrag kann CPU 24/7 für eine erfolgreiche
Etablierung und effektive Nutzung der Software leisten?
Dank der innovativen Resource Area von CPU 24/7 haben
unsere Kunden eine einfach zugängliche Plattform mit beliebigen
Prozessorzahlen und NUMECA Lizenzen zur Verfügung.
Die Abrechnung der Kosten ist völlig transparent, die
Einrichtung eines neuen Accounts lediglich eine Sache von
wenigen Minuten. Ideal, wenn es mal „brennt“, oder auch
zum Testen neuer NUMECA Software-Module.
Quickinfo: CPU 24/7 …
|||| ... kooperiert seit vielen Jahren erfolgreich mit
NUMECA und anderen Lizenzgebern.
|||| ... bietet Ihnen eine Auswahl an kundenspezifischer-
Software.
|||| ... beschafft zeitnah die gewünschte Lizenz auf Anfrage.
|||| ... integriert kundenindividuelle Software, schon
vorhandene Lizenzen und Inhouse-Codes in das
System.
|||| ... übernimmt das komplette Lizenzmanagement.
|||| ... führt Upgrades / Updates von Software durch.
|||| ... gewährleistet die optimale Funktion der Software.
|||| ... unterstützt die Lizenzgeber bei der Abstimmung von
Soft- und Hardware.
Zeit ist Geld – Performance und Parallelisierung beschleunigen
die Berechnungsläufe
Haben bestimmte Berechnungen vor einigen Jahren noch 14
Tage gedauert, erlauben die meisten Projektpläne heute kaum
noch 12 Stunden für die Berechnung und Evaluation der Ergebnisse.
Denn: Zeit ist Geld! Neue Technologien wie der Einsatz
von „massively parallel“ Architekturen, die Verwendung
von GPUs oder von neuen CPU-Generationen führen zu einer
massiven Beschleunigung der Berechnungsläufe. Die kontinuierlich
wachsende Rechenleistung im Bereich des HPC macht
wiederum den Weg frei für parallele Simulationen. Immer differenziertere
Modelle, mit immer mehr Details und Genauigkeit
können so erzeugt werden - Detailtreue und Ergebnisqualität
als Resultate der parallelen Nutzung von Prozessoren. Erstmals
können jetzt Gesamtsimulationen von Komponenten oder
ganzen Fertigungsprodukten durchgeführt werden.
So ist es CPU 24/7 mit seinen Kooperationspartnern aktuell gelungen,
eine komplette Umströmung eines Schiffes, inklusive
aller Aufbauten, in kürzester Zeit sowohl im Gewässer als auch
in der Atmosphere zu simulieren - ein großer Fortschritt.
Ein Muss für Ingenieure?
Durch die Anwendung von HPC On Demand verschiebt sich der
Fokus von der internen Bereitstellung allmählich hin zur Bewertung
von Ergebnissen und zur Interpretation der physikalischen
Zusammenhänge sowie dem Erkenntnisgewinn. Mit dem Einsatz
externer HPC-Ressourcen können sich Ingenieure wieder
voll und ganz auf ihre Kernaufgaben konzentrieren. Numerische
Simulationen dienen damit nicht mehr nur als Werkzeug für den
Beleg diverser Produkteigenschaften, sondern vielmehr dazu,
durch verschiedene Variantendesigns ein Verständnis für Kausalitäten
herzustellen.
Pay-per-Use statt Jahreslizenz
Software-Lizenzen für die effiziente Nutzung der Hardwareleistung
werden zunehmend nach dem Pay-per-Use-
Prinzip herausgegeben. Ein Vorteil ist das Einsparen von
Lizenzkosten. Es fallen hierbei ausschließlich Kosten für den
Bedarfszeitraum der tatsächlichen Nutzung an.
CFD-Software im Wandel der Zeit
Auch der Funktionsumfang hat sich in den vergangenen Jahren
deutlich verbessert. Thermische Beziehungen, physikalische
und chemische Reaktionen verschiedener Phasen in
Wechselwirkung miteinander, können mit den Programmen
beschrieben werden. Heute kann man vor allem mehr physikalische
Größen wie z.B. Akustik, Magnetismus und elek trische
Felder berechnen sowie deren Korrelationen berücksichtigen.
NUMECA Software
NUMECA als Software Spezialist für numerische Strömungsmechanik
und Kooperationspartner von CPU 24/7 ist der ideale
Partner, wenn es um intensive Tests im IT-Bereich und einen
gegenseitigen Erfahrungsaustausch geht.
Das Auftrags- und Einsatzspektrum von NUMECA Software
reicht dabei von der Bereitstellung von CFD-Software für die
Luft- und Raumfahrt, über das Marine Engineering, bis hin
zur Automobilindustrie u.v.m.. Verschiedene Programme und
Kombinationen daraus helfen, diverse Aufgabenbereiche abzudecken.
HPC – beschleunigt! – analysiert! – vermeidet Fehler!
Zusammenfassend unterstützt HPC Ideen zu planen, umzusetzen
und zu evaluieren – und das schnell, präzise und
resourcenschonend. Größere Genauigkeit und Detailtreue,
durch bessere Modelle, reduzieren Fehler und Risiken. Die
HPC-Technologie ermöglicht simultane und damit beschleunigte
Berechnungsläufe. Dadurch lassen sich signifikante
Zeit- und Kostenersparnisse aufgrund der schnelleren Berechnungen
und der Erstellung verschiedener Designvarianten
erzielen.
Um es mit einem Bonmot von Walter Alteiby zu sagen:
„Die Beste Idee nützt niemandem, wenn sie nicht verwertet wird
bzw. werden kann, Mit HPC kann sie das!“
18
19

GREEN-IT
UNSER BEITRAG ZUR
NACHHALTIGKEIT
Den höchsten Berg erklimmen – das größte Meer
umsegeln – die grünsten Flächen bewandern –
in die Lüfte emporsteigen. Die Erde erstreckt
sich auf über 510 Millionen km². Unsere derzeitige
Gesamtbevölkerung beträgt rund 7,1 Milliarden Menschen.
Die Erde bietet uns schier unendliche Möglichkeiten,
doch dabei sind ihre Ressourcen selbst so
endlich. Green-IT kann einen Beitrag zur nachhaltigen
Energieversorgung leisten, denn heutzutage steht
jedes Unternehmen in der Verantwortung für Mensch
und Umwelt. Ressourcenschonende Wirtschaftsplanung
ist das Stichwort unserer Zeit. Wir sind in der
Pflicht mit mehr Bedacht zu handeln und Nachhaltigkeit
zu fördern. Unser Planet soll auch in ferner Zukunft
der grüne Planet von einst sein. Auch CPU 24/7
setzt sich dafür ein.
20
21

GREEN-IT
MEHR ALS EINE
LEERE WORTHÜLSE?
Höhere Performance, weniger Energieverbrauch
– das ist im 21. Jahrhundert das Credo vieler
IT-Unternehmen. Auch bei CPU 24/7 ist das
Thema Green-IT sehr präsent.
Das weltweite Rennen um Exascales und die gleichzeitig
steigende Nachfrage nach Energieeffizienz hat in
den letzten Jahren kaum Schritt halten können. Immer
leistungsfähigere Supercomputer werden dazu genutzt,
um immer größere Problemstellungen in Forschung und
Entwicklung zu lösen. Gleichzeitig treiben immer komplexer
werdende Aufgabenstellungen die Technologie weiter
voran 1 . Green-IT ist dabei zu einem Schlagwort für viele
Unternehmen geworden.
HPC-Servercluster verbrauchen im Betrieb allein schon
durch die Kühlung sehr viel Energie. Der Stromverbrauch
für IKT in Deutschland wird, laut dem Bundeswirtschaftsministerium,
um 20% von 55,4 tWh auf 66,7 tWh zwischen
2007 und 2020 ansteigen. Ein Hauptproblem dabei ist, dass
HPC-Servercluster nicht kontinuierlich ausgelastet sind.
Das verlangt in Zukunft ein erhöhtes Maß an Energieeffizienz
und hat vor allem zwei Gründe: Eine steigende
Energieeffizienz von Cluster-Systemen verringert den
Hitzeüberschuss und bringt dabei Einsparungen im Energieverbrauch.
So reduzieren
sich die
Betriebskosten und
die Ausfallsicherheit
verbessert sich stetig. 2
Der größte Teil des Stromverbrauchs entsteht durch den
Betrieb von Servern
Auch bei CPU 24/7 spielt der Green-IT-Gedanke eine immer
größere Rolle.
„Der größte Teil des Stromverbrauchs der CPU 24/7 entsteht
durch den Betrieb von Servern und der entsprechenden Kühlung.
Um die zur Verfügung stehenden Rechner-Ressourcen ökologisch
und ökonomisch bestmöglich zu nutzen, ist eine optimale
Energie- und Ressourcennutzung der HPC-Cluster notwendig“,
so der Green-IT-Projektmanager Christian Unger.
Hintergrund:
Seit Mitte 2012 bietet CPU 24/7
mit der Resource Area ein neues
innovatives Produkt, das es
ermöglicht, High Performance
Computing Ressourcen verschiedener
Leistungsklassen
und Größen für einen frei
wählbaren Zeitraum, über ein
Online-Portal zu buchen und
anschließend zu nutzen. Diese
und andere Ressourcen werden
aufgrund des unterschiedlichen
Umfangs von Berechnungsjobs jedoch nicht zu jeder Zeit
voll genutzt. Sie befinden sich also zum Teil im Leerlauf und
könnten kontrolliert ausgeschaltet werden. Hierbei müssen
jedoch vielfältige Aspekte be achtet werden. Diesbezüglich
hat CPU 24/7 aktuell ein internes Forschungsprojekt
gestartet, in dessen Rahmen auch zwei Bachelorarbeiten
betreut werden.
DER GRÖSSTE TEIL DES STROMVERBRAUCHS
ENTSTEHT DURCH DEN BETRIEB VON SERVERN
„Neben den technischen
Lösungen ergibt
sich ein weiterer Vorteil.
Wir fördern unsere Studenten aktiv durch die Betreuung
ihrer Abschlussarbeiten im Bereich resourcenschonende
Informations- und Kommunikationstechnologien. So werden
Nachwuchskräfte für das Thema Green-IT sensibilisiert und
erhalten ein innovatives zukunftsorientiertes Know-how“,
erläutert Unger.
1, 2 - Valentini, G.L. et al. (2011): An overview of energy efficiency techniques in cluster
computing systems. In: Cluster Compute, 2011, S. 2
„Green-IT sichert den
Wettbewerbsvorteil und
erhöht die Energie- und
Ressourceneffizienz.
“
— Christian Unger
CHRISTIAN UNGER (M.SC.), PROJEKTMANAGER
GREEN-IT BEI CPU 24/7, BETREUT SEIT JUNI 2013
DAS GREEN-IT-PROJEKT.
Warum wird Nachhaltigkeit bzw. Green-IT für
Unternehmen immer wichtiger?
Unternehmen müssen zusehends lernen Verantwortung
für Mensch und Umwelt zu übernehmen und
auch dementsprechend zu handeln. Der Umweltschutz
rückt daher immer mehr in den Mittelpunkt der Gesellschaft,
auch für uns und unsere Kunden. Für Unternehmen
ist es daher umso wichtiger, sich klar zu
positionieren, um konkurrenzfähig zu bleiben. Und
nebenbei bemerkt, hilft ressourcenschonendes Wirtschaften
Ausgaben einzusparen, wie etwa durch die
Senkung der Betriebskosten. Schon mit einem geringen
Investitionsaufwand lassen sich an dieser Stelle
stark nachhaltige Veränderungen erzielen.
Was bedeutet das Thema Nachhaltigkeit für CPU 24/7?
CPU 24/7 möchte nachhaltig und langfristig einen Beitrag
zum Umweltschutz leisten und unseren Kunden
umweltgerechtere Lösungen anbieten. Den ersten
Schritt haben wir mit dem Einsatz erneuerbarer Energien
bereits getan. Des Weiteren legen wir bei CPU
24/7 sehr viel Wert auf einen ressourcenschonenden
Umgang mit der Bürotechnik und den Büromateria lien.
Der nächste Schritt ist, durch den Einsatz von innovativen
Technologien im HPC-Bereich, Verbesserungen in
der Energieeffizienz zu erreichen. Und da setzt unser
Green-IT-Projekt an.
Was sind die Kernaspekte des Projektes? Welche Lösungen
werden dabei angestrebt und welche wollen
Sie verwenden?
Wir streben eine Kombination bestehender und neu entwickelter
Techniken an. Auf Software-Basis kommt die Verwendung
von DVFS (Dynamic voltage and frequency scaling)
für uns nicht in Frage. Dieses hat, um eine Energieersparnis
zu erreichen, zwangsläufig negativen Einfluss auf
die Laufzeit von Anwendungen. Wir wollen aber unseren
Kunden immer die bestmögliche Performance bieten.
Stattdessen soll ein Load-Balancing basiertes IT-Management-System
entwickelt werden. Speziell für unsere Resource
Area, sollen sich im Leerlauf befindende Maschinen
kontrolliert abgeschaltet werden, um Energie zu sparen.
22
23

Dabei gilt es aber zu beachten, dass die Rechenperformance
und Kundenprozesse nicht beeinträchtigt
werden dürfen. Auf der Hardware-Seite testen wir
verschiedene Komponenten sowie dessen Kombinationen
auf das Verhältnis von Energieeffizienz
und Performance. Eine entsprechende Aufrüstung
neuer effizienterer Hardwarekomponenten ist dann
der nächste Schritt. Damit einher geht die Verbesserung
der Cluster-Performance durch Einsatz
innovativer Hardware wie z.B. durch Intel ® Xeon
Phi Co-Prozessoren. Das bedeutet, Berechnungen
können schneller durchgeführt werden und die
Zeiten hoher Last werden minimiert, was auch im
Sinne unserer Kunden ist. Die Effizienz-Kontrolle
solcher neuer Techniken geschieht durch regelmäßige
Energiemessungen in Kombination mit Performance-Benchmarks
wie HPCC oder NPB.
Ist die Umsetzung in naher Zukunft realisierbar?
Die theoretischen Grundlagen zum Thema Green-
IT im HPC-Bereich sind vorhanden und können in
praktische Lösungen umgesetzt und ggf. optimiert
und weiterentwickelt werden. Mit der Implementierung
können wir also sofort beginnen.
Was sind Trends für die Zukunft? In welche Richtung
entwickelt sich Green-IT?
Die gängigen DPM-Lösungen werden sich stetig
weiterentwickeln und verbessern. Dazu kommt
die Entwicklung weiterer energieeffizienter Hardwarekomponenten,
wie bspw. bei Intel ® . Die Cluster-Performance
wird sich durch den Einsatz von
Techniken und Architekturen wie GPGPU oder
Intel ® Xeon Phi erhöhen. Ein weiterer Trend ist die
Nutzung von Abwärme von Clustern zur Erzeugung
von Heizenergie und Warmwasser für Büroräume
o.ä..
„Innerhalb der Computergemeinschaft
lebt man nach der
Grundregel, die Gegenwart
sei ein Programmfehler, der
in der nächsten Ausgabe
behoben sein wird.
“
— Clifford Stoll
Senkung des Energieverbrauchs und/oder Minimierung
der Laufzeit von Anwendungen
Ansätze und Lösungen speziell für den HPC-Bereich
werden in der Literatur bereits stark diskutiert. Dabei
kann die Energieeffizienz auf zwei Wegen verbessert werden:
einerseits durch die Senkung des Energieverbrauchs
sowie andererseits durch die Minimierung der Laufzeit von
Anwendungen. Durch den effektiveren Einsatz von Hardware
und Technik kommt es zu einer Verbesserung der
Performance.
„Es können bspw. innovative höchstparallele Hardwarekomponenten
wie GPUs oder Co-Prozessoren eingesetzt werden.
Network-Bottlenecks können während des HPC-Betriebs
z.B. durch den Einsatz von InfiniBand vermieden werden. Ein
verbessertes Mapping bzw. Scheduling von Anwendungen auf
Cluster-Elementen trägt ebenfalls dazu bei, die Performance
zu erhöhen.“
Static und Dynamic Power Management
Zwei Ansätze sind das Static Power Management (SPM)
und das Dynamic Power Management (DPM). Bei SPM
geht es um den Einsatz energieeffizienterer Hardware,
dem gegenüber stehen aber oft sehr hohe Investitionskosten.
DPM bezeichnet hingegen die Steuerung eines
Clusters in Abhängigkeit von seinen gerade benötigten
Ressourcen. Dazu zählen Ansätze des DVFS (Dynamic
voltage and frequency scaling) und des Load Balancings.
DVFS wird eingesetzt, um den Energieverbrauch zur Laufzeit
von Nutzeranwendungen dynamisch zu regulieren. Die
Konzentration liegt dabei vorwiegend auf Komponenten,
die sehr viel Strom verbrauchen, also vor allem auf CPUs
und Speicherelementen. DVFS hat allerdings den Nachteil,
dass Einsparungen beim Energieverbrauch oftmals auf
Kosten der Performance gehen. Dies bedeutet, dass sich
die Laufzeit der Anwendungen erhöht. Load Balancing wird
hingegen eingesetzt, um die Verteilung von Workloads und
Jobs auf die Cluster-Knoten zu regeln. Dadurch verbessert
sich die Ressourcen-Ausnutzung im Cluster.
„Weiterhin wird darauf geachtet, dass die Überlastung einzelner
Elemente vermieden wird, wenn gleichzeitig andere
Elemente nur wenig oder gar nicht ausgelastet sind. Bei
einem geringen Workload können einzelne Knoten in
den Stand-by-Modus gesetzt oder komplett abgeschaltet
werden“, so Unger.
Weitere Vorteile durch verbesserte Energieeffizienz
Die Erhöhung der Energieeffizienz in IT-Unternehmen hat
noch einen weiteren positiven Nebeneffekt. Die Zuverlässigkeit
der Systemkomponenten verbessert sich, wodurch zur
Verbesserung der Energieeffizienz einer hohen Wärmeentwicklung
in Clustern vorgebeugt werden kann. Fakt ist, Berechnungen
bei hohen Temperaturen sind fehleranfälliger.
Ein Wärmeanstieg von 10 Grad Celsius hat eine Verdopplung
der Fehleranfälligkeit zur Folge. Daher sollten Berechnungen
stets bei geringeren Temperaturen durchgeführt
werden. Durch die geringere Wärmeentwicklung im Cluster
kann wiederum auch Energie bei der Kühlung der Komponenten
gespart werden. Systemlüfter können mit geringeren
Drehzahlen laufen und verbrauchen so weniger Strom.
Klimaanlagen können ggf. herunter reguliert werden.
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Ziel des Projektes
Zurück zum Green-IT Projekt der CPU 24/7: Ziel des Projektes ist
es, mithilfe des Einsatzes innovativer Technologien die Energieund
Ressourceneffizienz zu erhöhen. Dafür sollen bestehende
Tools und Komponenten zu einem innovativen, sicheren und leistungsfähigeren
IT-Managementsystem kombiniert werden, mit
dessen Hilfe physische Rechner-Ressourcen bei Bedarf ab- oder
zugeschaltet werden können, ohne dass der Kunde auf vereinbarte
Leistungen verzichten muss.
Im Rahmen des Projekts gilt es ein robustes System zu entwickeln,
das zunächst prüft, ob Maschinen zu einem bestimmten
Zeitpunkt für eine komplexe Berechnung benötigt werden oder
sich die Maschinen im Leerlauf befinden und somit kontrolliert
ausgeschaltet werden können.
Da die Resource Area ein On-Demand-Service darstellt, mit welchem
Kunden feste Zeiteinheiten auf Clusterknoten reservieren,
können entsprechende Zeiten ohne Reservierung von vornherein
als Leerlaufzeiten deklariert und Knoten abgeschaltet bzw. vor
beginnenden Reservierungen gestartet werden.
Quickinfo: Green-IT Projekt
|||| Laufzeit: 2 Jahre
|||| Ziel: Erhöhung der Energie- und Ressourceneffizienz
|||| Kernaspekte: Entwicklung eines Cluster-Management-
Systems, Energieeffizienzmessung und Benchmarks,
Nachwuchsförderung
|||| Kontakt: Christian Unger M.Sc.
Projektmanager Green IT
Telefon: +49 (0)331 279 784 48
Mail: c.unger@cpu-24-7.com
„Werden die Maschinen jedoch unkontrolliert heruntergefahren,
kann es zu Phasenverschiebungen und zu einer damit verbundenen
erhöhten Belastung des Stromnetzes kommen. Dies könnte wiederum
zur Folge haben, dass die entsprechenden Sicherungen auslösen
und dadurch alle Maschinen, und nicht nur die gewünschten,
ausfallen. Somit wäre die Verfügbarkeit aller Knoten eingeschränkt,
das darf so nicht geschehen.“, erläutert Unger weiter.
Damit das Abschalten einzelner Maschinen keine Auswirkungen
auf bestehende Prozesse und Anwendungen sowie angrenzende
Kundensysteme hat, sollen die physischen Maschinen im Moment
des Herunterfahrens durch virtuelle Maschinen ersetzt werden.
Diese dienen solange als eine Art Platzhalter, bis die physischen
Ressourcen wieder benötigt und aktiviert werden. Somit laufen
die beschriebenen Vorgänge so ab, dass sie die Kunden in ihrer
Arbeit nicht beeinträchtigen.
Doch wie können heruntergefahrene Knoten dynamisch neu
gestartet werden? Dazu können betriebsystemunabhängige
Schnittstellen wie IPMI benutzt werden, um heruntergefahrene
Maschinen über das Netzwerk neu zu starten ohne am Cluster
präsent zu sein. Ziel ist es aber, dass Neustarts automatisch
erfolgen sollen. Der Zugriff über betriebsystemunabhängige
Schnittstellen muss also fest in das IT-Management-System
integriert sein und automatisiert gesteuert werden.
Das zu entwickelnde IT-Management-System ist speziell auf
die von CPU 24/7 angebotenen Dienstleistungen, im Bereich
HPC-Computing für Ingenieursanwendungen, angepasst und
stellt als Gesamtheit ein neues Produkt dar. Und dieses Produkt
bringt außerdem einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil:
„Das durch dieses Projekt gewonnene Know-how ist aufgrund der
neuen und spezifischen Anforderungen kein Standard. Es trägt also
dazu bei, die Ressourceneffizienz des Unternehmens zu erhöhen und
somit die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens zu steigern.“,
bemerkt Unger.
Neben der Energiekostensenkung durch den geringeren Stromverbrauch
und Kühlungsbedarf, wird so auch ein effektiver
Beitrag zum Umweltschutz geleistet und Nachwuchskräfte im
Bereich Green-IT aktiv gefördert.
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HPC ON DEMAND
DAS MODELL DER ZUKUNFT?
On-Demand-Konzepte kennt man vor allem aus dem Bereich der
Software oder von Video-on-Demand-Plattformen. Im HPC-Umfeld
ist die Rechenleistung „auf Abruf“ bisher weniger bekannt.
Der High Performance Computing (HPC-) Markt hat
in den letzten Jahren ein signifikantes Wachstum
gezeigt. Laut dem aktuellen International Data Corporation-Bericht
(2013) ist der Markt in 2012 gegenüber
2011 um 7,4% gewachsen. 2012 wurde ein Gesamtgewinn
von 29,15 Millionen Dollar auf dem HPC-Markt erzielt. In
der Vergangenheit wurde dieser „beschränkte“ Markt vorrangig
von großen Supercomputing Centern, führenden
Forschungseinrichtungen und akademischen Institutionen
dominiert. Diese Einrichtungen wurden von der EU stark
gefördert. Business- und Kostenplänen wurde eine eher
geringe Bedeutung zugemessen. Ganz anders stellte sich
die Situation für Unternehmen dar, denn hier kann die Anschaffung,
der Betrieb und die Wartung eines HPC-Systems
schnell mal in die Millionen gehen.
HPC On Demand hat Potential
HPC On Demand ist in erster Linie für die Unternehmen
interessant geworden, die mit eng gesteckten finanziellen
Möglichkeiten und mit einem schwankenden Bedarf an Rechenkapazität
zu kämpfen haben. Das betrifft primär kleine und
mittelständische Unternehmen (KMUs) im Ingenieurswesen.
Investitionen in eigene HPC-Cluster sind sehr kostenintensiv,
sie binden Kapital, Know-how und Arbeitskraft
außerhalb der Kernkompetenzen des eigentlichen Geschäftsfeldes
einer Unternehmensabteilung. Damit eine
solche Anschaffung rentabel bleibt, muss stets eine kontinuierliche
Auslastung gewährleistet werden.
Warum sich also nicht den Zugang zu Hochleistungsrechenkapazitäten
„mieten“, statt selbst in eine komplexe
IT-Infrastruktur zu investieren? Was HPC On Demand für
KMUs so attraktiv macht, ist der temporäre, dynamische
Aspekt. Sich über einen bestimmten Zeitraum, z.B. auf Projektbasis,
Zugang zu HPC-Ressourcen zu verschaffen, hat
den Vorteil, dass man lediglich für die Kapazität und die
Dauer der Rechenleistung bezahlt, die man tatsächlich in
Anspruch genommen hat.
KMUs: Der Zugang zu HPC muss so einfach wie möglich sein
Während die Welt über Exaflops und Petaflops diskutiert,
ist HPC On Demand für KMUs zu einer kostengünstigen
Alternative geworden. Die Anforderungen dort
sind allerdings anders, um nicht zu sagen, einfacher.
„Kleine und mittelständische Ingenieurbüros wollen robuste
Hardware, bei planbaren und fairen Raten, um ihre Berechnungen
durchführen zu können. Sie wollen und können sich
nicht erst mit den verschiedenen Hard- und Softwarekonfigurationen
auseinandersetzen. Alles soll bzw. muss sofort funktionieren
und einfach ready-to-work sein. Deshalb wird ein
intensiver Anwendersupport immer wichtiger und ermöglicht
so zufriedenere Kunden“, erklärt Dipl.-Inform. Alexander
Heine, COO bei CPU 24/7.
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Mehr als eine Cloud
Im Gegensatz zum Cloud-Konzept, bieten HPC On Demand-Anbieter
ihren Kunden den vorgefertigten Arbeitsplatz. Ausgestattet
mit einem Remote-Zugang, individuell konfigurierten
Anwendungen und Open-Source- sowie Inhouse-Codes, kann
sich der Nutzer Zugang zu HPC-Ressourcen verschaffen. Ein
System, dass sich ideal für komplexe Modelle und Simulationen
eignet. Standard-Cloud-Ressourcen können diese Anforderungen
nicht erfüllen. Mit HPC On Demand ist es dem Nutzer
möglich, angefangen vom Betriebssystem, Netzwerk, Speicherkapazität
bis hin zur Visualisierungssoftware, alles
selbst auszusuchen. Der on-demand-Anbieter stellt die gebrauchsfertige
Lösung individuell bereit, während sich der
Endnutzer auf seine Kernaufgaben konzentrieren kann.
Ruf nach größeren und präziseren Modellen
Was ist also der Grund für einen erhöhten Bedarf an
HPC-Ressourcen in KMUs? Auch mittelständische Ingenieurbüros
sehen sich mit immer größer werdenden Modellen
konfrontiert. Die Lösung für eine präzise und schnelle
Berechnung kann nur HPC liefern. Dipl.-Inform. Alexander
Heine weiter: „Erst durch HPC On Demand wird auch kleinen
und mittelständischen Unternehmen die Möglichkeit
eingeräumt, bei Bieterverfahren und Ausschreibungen erfolgreich
teilzunehmen.“ Zudem steigt bei Numerischen Simulationen
die Nachfrage sowohl nach kommerziellen als
auch nach Open-Source-Tools. Im Zuge dessen wird auch
dem Support eine immense Bedeutung zugeschrieben. Immer
differenziertere Systeme verlangen eine immer kompetentere
Betreuung.
Im Rahmen eines Forschungsprojektes gemeinsam mit der
Technischen Universität Berlin befragte CPU 24/7 einige KMUs
nach den Schlüsselelementen von Remote-Services. Wichtig
für die Endnutzer waren vor allem die Themen der Datensicherheit,
des Preismodells, der Benutzerfreundlichkeit sowie
des Supports. Dagegen sind die Gründe für einen Wechsel des
HPC-Anbieters vor allem der Preis, neue und leistungsfähigere
Hard- und Softwaregenerationen sowie eine bessere Remote-Verbindung
des Mitbewerbers und unzureichender Support.
Beschleunigte Produktionsprozesse
Ein großer Vorteil von HPC ist, dass die Zeit zwischen der
Problemstellung und dem Verständnis, wie es gelöst werden
kann, verkürzt wird. Der Design-Prozess ist kompriimierter
und der Markteintritt wird beschleunigt. Das spart
Zeit und Kosten!
HPC bietet somit vielen die Möglichkeit, ihre Innovationen
schneller und effizienter voranzutreiben. Präzisere und vorhersagbarere
Ergebnisse sowie eine erhebliche Qualitätsverbesserung
sind die Folge.
Einfachheit als oberstes Gebot
HPC zu nutzen heißt vor allem sich nicht weiter um die
eigenen IT-Rechenkapazitäten zu sorgen. Sind die IT-Ressourcen
ausgelastet? Ist meine Rentabilität in Gefahr? Stattdessen
wird mit HPC On Demand alles einfacher: im Web
anmelden, einloggen und Berechnungen sowie Simulationen
starten. Der HPC On Demand Anbieter stellt einen fertigen
Arbeitsplatz mit Remote-Zugang zur Verfügung, kümmert
sich um das Lizenzmanagement, den Support und das alles
so benutzerfreundlich und einfach wie möglich ist. Und dabei
bewahrheitet sich wieder einmal die Devise: Keep it simple!
Warum kompliziert, wenn es auch einfach geht!
CPU 24/7 bietet im Unterschied zu anderen HPC On
Demand Anbietern den fertigen HPC-Ingenieursarbeitsplatz,
inklusive der HPC-Instanz, dem Remote-Zugang,
dem Speicher, dem Traffic sowie dem Support – alles in
einem All-Inclusive-Paket! Ganz getreu dem Motto: Von Ingenieuren
für Ingenieure!
On-demand mit CPU 24/7!
Zeitnahe Bereitstellung von HPC On Demand Ressourcen
|||| Resource Area | als online buchbare und sofort
verfügbare Rechenzeit
|||| Tailored Configurations | als dauerhaft bereitgstellter,
individuell geplanter und angepasster
HPC-Cluster
Fertige Arbeitsplatzumgebung
|||| Auswahl, Beschaffung und Einbindung individuell
benötigter Software
|||| Remote-Zugang
Höchste Sicherheitsstandards und Verfügbarkeit
|||| ISO-27001 zertifizierte Rechenzentren
|||| SSPs, NDAs und SLAs (auf Wunsch individuell anpassbar)
Platin-Support
|||| Updating / Upgrading von Software und Hardware
|||| Trouble Shooting, Recovery u.v.m.
All-Inclusive-Paket
|||| Keine zusätzlich anfallenden Kosten für Traffic,
Speicher und Support
Andere HPC On Demand Anbieter
CPU 24/7 HPC On Demand
+ +
HPC -Instanz Traffic in & out
+ +
Remote-Zugang
Support
+
…
Speicher
Speicher
Support
Remote-
Zugang
Traffic in &
out
Ready-to-work-Arbeitsplatz
HPC-
Instanz
Viele Extra-Kosten
All-Inclusive-Paket
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1
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HARD
FACTS
CPU 24/7 ist spezialisiert auf die On-Demand-Bereitstellung
von High Performance Computing (HPC-) Sys temen
und Rechenleistung für Industrie und Hochschulen sowie
für Anwendungen in Wissenschaft, Forschung und Entwicklung.
Jeweils mit einer fertigen Arbeitsplatzumgebung
ausgestattet, können die HPC-Ressourcen entweder als kontinuierlich
nutzbare Tailored Configurations oder als flexibel
buchbare Rechenkapazitäten über die CPU 24/7 Resource Area
genutzt werden.
Von Ingenieuren für Ingenieure!
CPU 24/7 GmbH & Co. KG wurde im Jahr 2006 in Potsdam
gegründet. Die „Köpfe & Macher“ der CPU 24/7 kommen aus
der Industrie, Wissenschaft, Forschung und Lehre. CPU 24/7
weiß daher aus eigener, langjähriger Erfahrung, wie hoch die
Anforderungen im Bereich numerischer Simulationen von
ingenieurswissenschaftlichen Prozessen sind.
Zwischen Kontinuität und Dynamik
Die Mischung macht’s: Bei CPU 24/7 wurde und wird gleichzeitig
auf Beständigkeit und Dynamik gesetzt. Unsere Kontinuität
spiegelt sich in unseren stark gewachsenen Beziehungen, in
vertrauten Strukturen und im partnerschaftlichen Miteinander
wieder. Unsere ersten Großkunden vertrauen auch heute noch
auf die Lösungen und den Service von CPU 24/7.
Seit der Gründung befinden wir uns in einem stetigen und
gesunden Wachstumsprozess. Mittlerweile gehören drei, zum
Teil ISO-27001 zertifizierte Rechenzentren mit kontinuierlich
wachsenden IT-Kapazitäten in Potsdam, Berlin und Hamburg
zum Repertoire der CPU 24/7. Auch die steigende Anzahl an
Aufträgen, Mitarbeitern und Partnern bestätigen uns in dem,
was wir tun.
Weit über 20 Jahre Erfahrung und Know-how erlauben uns
flexibel und dynamisch auf Marktveränderungen zu reagieren.
Wir brennen für neue Ideen und suchen immer nach
Mitteln und Wegen, um Ihnen innovative und individuelle
Lösungen anbieten zu können. 2012 konnten wir durch
die Einführung der Resource Area auf die sich ändernden
Anforderungen des Marktes antworten. Unseren Kunden
steht damit ein schneller, benutzerfreundlicher und sicherer
Zugang zu HPC-Ressourcen über ein Web-Interface zur
Verfügung – ideal für die temporäre Nutzung von HPC-Rechenleistung.
Klar definierte Prozesse garantieren unseren
Kunden stets dynamische Entscheidungen und eine schnelle
Bereitstellung. Dazu innovative HPC On Demand-Lösungen
bei absoluter Zuverlässigkeit in der Umsetzung, wie im Support.
Dafür stehen wir und damit wollen wir auch in Zukunft
begeistern.
Um unser Know-how und Wissen weiter zu schärfen, nimmt
CPU 24/7 aktuell an verschiedenen Kooperations- und Forschungsprojekten
in der Wissenschaft und Industrie teil. Wir
bei CPU 24/7 arbeiten beständig und stringent daran, dass
vor allem Sie, als unsere Kunden, vom Einsatz und der Anwendung
der erprobten Forschungsergebnisse profitieren.
CPU 24/7 auf einen Blick …
|||| Gründung: 2006
|||| Geschäftsführung: Heiko Haenler und
Dr. Matthias Reyer
|||| Standorte | Rechenzentren: Potsdam, Berlin,
Hamburg
|||| Mitarbeiter: 25
|||| Kontakt: CPU 24/7 GmbH & Co. KG
c/o Potsdamer Centrum für Technologie
Dennis-Gabor-Straße 2
DE 14469 Potsdam
Telefon: +49 (0) 331 505700-90
Telefax: +49 (0) 331 505700-92
Mail: info@cpu-24-7.com
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UNSER BUSINESS
WARUM WIR TUN,
WAS WIR TUN
STORAGE,
TRAFFIC & SUPPORT
INKLUSIVE
HPC ON DEMAND
RESSOURCEN
CPU 24/7
HPC ON DEMAND
HÖCHSTE
SICHERHEITS
STANDARDS
Stellen Sie sich einen Moment lang vor, was wir tun
und wie wir es tun! Welche Bilder sehen Sie? Unser
Business ist kein klassisches Gebiet von diesem man
ein in bunten Farben und stilvollem Glanz erscheinendes
Bild vor Augen hat, richtig? Rechnergestützte Methoden
in Wissenschaft und Industrie als Standard-Werkzeug lassen
sich eben nur schwer visuell erfassen. Doch genau
dafür brennen wir! Für den Einsatz komplexer Verfahren
mit moderner Hardware, genauso wie für spezifische Softwarelösungen.
Mit der Chance etwas zu verändern, wird
geprüftes, qualifiziertes und gebündeltes Know-how investiert,
auch über die Kernkompetenzen des eigentlichen
Geschäftsfeldes hinaus. Um den nur allzu schwer zu erfassenden
Bildern von Investition und Kapital, Wissen und
Personal einen Rahmen zu verleihen. Denn ein beständiger
Zeit- und Kostendruck in den Unternehmen, ein sich stets
änderndes technologisches Umfeld sowie schwer kalkulierbare
Workloads verlangen nach flexiblen und unkomplizierten
Looks. Looks und Trends zur Bereitstellung von
HPC-Rechenkapazitäten.
Innovation bei geringem Arbeitsaufwand für Unternehmen
und Ingenieure, ist dabei nur ein Ziel! Ein weiteres, keine
ineffizienten Gedanken über das Wie und Ob. Allein die
Konzentration auf die Kernaufgaben – der Berechnung und
Auswertung von Simulationsergebnissen – zeichnen aus
den verschwommenen Fragmenten ein Bild. Ein Bild warum
wir tun, was wir tun!
HPC On Demand
CPU 24/7 stellt Ihnen HPC On Demand-Ressourcen günstig,
zeitnah und mit Hilfe innovativer Techniken in mehreren Varianten
bereit – als zeitlich begrenzte und online verfügbare
Rechenzeit (Resource Area) oder aber in Form von exklusiv
bereitgestellten, individuell geplanten und angepassten
HPC-Systemen (Tailored Configurations). Beides remote
und on-demand.
Zuverlässigkeit 24/7
Unsere Kunden schätzen unseren Platin-Support. Dieser ist
schnell, zuverlässig und agiert nicht erst, wenn ein Problem
aufgetreten ist. Jeden Tag arbeiten unsere Administratoren
dafür, dass Ihr System ohne Unterbrechung läuft. Sie planen
und testen Updates in Absprache mit Ihnen und führen diese
so durch, dass evtuelle Unterbrechungen minimiert werden.
Ziel ist nicht nur, dass Ihr System „wieder“ funktioniert, sondern
„besser“.
Sicherheit im Fokus
CPU 24/7 ist darauf ausgerichtet Ihrem Rechner, den Sie noch
anschaffen wollen oder aber bereits betreiben, ein neues, sicheres
und kühles Zuhause zu geben. Die Wahrung der Integrität,
Vertraulichkeit und Verfügbarkeit Ihrer Daten steht
dabei immer im Mittelpunkt. Entsprechende Vereinbarungen
können auf Wunsch individuell getroffen und angepasst werden.
Dafür arbeitet CPU 24/7 mit Rechenzentren zusammen,
die eine hochverfügbare Umgebung bieten, den höchsten Sicherheitsanforderungen
genügen und zum Teil ISO 27001 zertifiziert
sind.
All-Inclusive-Paket
Preistransparenz wird bei CPU 24/7 großgeschrieben! Deshalb
bieten wir unsere Produkte stets als All-Inclusive-Pakete an.
Das heißt: 10 TB Speicher je 100 Cores, Traffic sowie Support
sind bereits inbegriffen. Im Gegensatz zu unseren Wettbewerbern
fallen bei CPU 24/7 dafür keine zusätzlichen Kosten an.
Neben der Bereitstellung von gebrauchsfertigen HPC-Arbeitsumgebungen,
bietet CPU 24/7 ein breites Servicespektrum
Hosting/Housing
|||| Hosting: Bereitstellen und Betrieb
der passenden IT-Infrastruktur
und Umgebung für Ihren
HPC-Cluster
|||| Housing: Unterbringung und
Netzanbindung der HPC-Cluster
im Rechenzentrum
Analysing/Documentation
READY
TO WORK
ARBEITSPLATZ
PLATIN-SUPPORT
Consulting/Customising
|||| Analyse, Konzeptionierung, Design
und Weiterentwicklung Ihres
HPC-Clusters inkl. Hard- und
Software, Sicherheit, Support,
Lizenzmanagement, Infrastruktur
usw.
|||| Individualisierte HPC-Cluster je
nach Kundenwunsch und -anforderung
Service/Support
Ready-to-work
Wir bieten Ingenieuren eine fertige Arbeitsplatzumgebung.
Durch einen Remote-Zugang haben unsere Kunden Zugriff
auf die HPC-Instanz und auf die dazugehörige Visualisierungs-
und Berechnungssoftware, einfach einloggen und
Berechnungen starten. CPU 24/7 übernimmt in diesem Zusammenhang
die Auswahl, Beschaffung und Einbindung individuell
benötigter Software und gewährleistet stets deren
optimale Funktion.
|||| Nutzenanalyse (Reporting, Optimierung)
|||| Hard- und Softwareanalyse
(System-Checks und Pre-Testing)
|||| Bedarfsanalyse
|||| Updating und Upgrading von Hardund
Software
|||| Wiederherstellung und Ersatz von
Hard- und Software
|||| Garantieabwicklung
|||| Entsorgung und Löschen von Daten
u.v.m.
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UNSERE KUNDEN
FÜR WEN WIR ES TUN,
WAS WIR TUN
Angetrieben vom Anspruch, einen Beitrag zum Erfolg unserer
Kunden zu leisten, ist nachhaltige Arbeit unsere treibende Kraft
Automobilindustrie
Egal ob für Simulationen des Antriebs, der Aerodynamik
sowie für diverse Variantenberechnungen von spezifischen
Bauteilen oder Komponenten – nahezu jedes Automobil wird
heutzutage mit Hilfe von HPC-Ressourcen konzeptioniert,
entworfen und kontrolliert. CFD ermöglicht
es dabei, jede Geometrie intensiv auf Fehler und
Effizienz zu testen. Zudem kann CFD auch
dazu genutzt werden, um den Kraftstoffverbrauch
und die Emissionen der Fahrzeuge
zu reduzieren.
Medizintechnik
Die Kenntnis und das Verständnis der Faktoren, die die menschliche
Gesundheit beeinflussen und Krankheiten verursachen,
war schon immer die treibende Kraft hinter der medizinischen
Forschung. Das Zusammenspiel von Medizin und HPC-Power
ermöglicht die Anwendung innovativer Techniken zur Früherkennung
von Krankheiten, Simulation von Krankheitsverläufen
und personalisierter Behandlungsmöglichkeiten. So können in
Echtzeit, Analysen bei einem Patienten durchgeführt werden,
die dann dazu verwendet werden, einen individuellen Verlauf der
Behandlung für diesen Patienten zu planen und durchzuführen. 3
Weitere Anwendungsgebiete finden sich in der Simulation der
Herzfunktion, in der Hämodynamik sowie in der Bio- und der
Neuromechanik.
Gebäudesimulation
Gebäudesimulationen tragen erheblich zur Planungssicherheit
bei der Konstruktion von Gebäuden bei. Architekten
verwenden hierbei die HPC-Rechenleistung für Strömungssimulationen,
Lichtsimulationen und für Thermische Simulationen.
Dabei wird beispielsweise die Luftzirkulation bzw.
der Luftaustausch innerhalb eines Gebäudes simuliert. Auch
die Berechnung von Heiz- und Kühllast ist von essenzieller
Natur. Die dadurch gewonnenen Erkenntnisse können dazu
genutzt werden, um Kosten und Zeit zu sparen sowie um die
Gebäudestruktur, den Materialeinsatz und die Anlagentechnik
zu optimieren. Änderungswünschen und Verbesserungsvorschlägen
kann somit schneller entsprochen werden. 4
1 http://www.hpcwire.com/hpcwire/2012-03-14/oil_and_gas_hpc_workshop_highlights_industry_challenges.html, Zugriff am 06.08.2013 um 11:19 Uhr
2 http://cliv2.ing.unlp.edu.ar/public/actas%20congreso/29.Avila.CLIV2.pdf, Zugriff am 06.08.2013 um 14:29 Uhr
3 http://ercim-news.ercim.eu/en74/special/towards-personalized-medicine-high-performance-computing-in-the-life-sciences, Zugriff am 21.06.2013 um 11:05 Uhr
4 http://www.vika.de/cms.php?id=1254, Zugriff 24.06.2013 um 15.37 Uhr
5 http://www.3drender.com/glossary/3drendering.htm, Zugriff am 24.06.2013 um 14:13 Uhr
6 http://de.wikipedia.org/wiki/Bildsynthese, Zugriff am 05.08.2013 um 09:33 Uhr
7 http://de.wikipedia.org/wiki/Maya_%28Software%29, Zugriff am 06.08.2013 um 09:14 Uhr
Luft- und Raumfahrt
Computational Fluid Dynamics
(CFD) werden in der Luft- und
Raumfahrt dazu verwendet, um für
ein aerodynamisches Problem verschiedene
Designvarianten zu erstellen, zu prüfen und zu verbessern.
HPC ermöglicht dabei, komplette Luftfahrzeuge
oder Bauteile innerhalb der gewünschten Flugbedingungen zu modellieren
und wertvolle aerodynamische Daten schneller und kostengünstiger
bereitzustellen. Diese Daten beschleunigen wiederum den gesamten tungs- und Bewertungszyklus.
Energietechnik
Gerade im Hinblick auf die hohen Investitionskosten, die die Ölproduktion
mit sich bringt, ist auch die Öl- und Gasindustrie stark abhängig von
HPC-Ressourcen. In der geophysischen Kartierung, in der seismischen
Bildgebung und in der Reservoir-Simulation wird HPC dazu
Gestal-
genutzt, um mögliche Ölvorkommen und -quellen aufzuspüren
und zu eruieren. 1
Auch in der Onshore- und Offshore-Technik spielt HPC eine entscheidende
Rolle. Umfangreiche Numerische Simulationen von Windparks
sind ein wichtiger Aspekt im Hinblick auf das Windpark Design und
Management. Solche Simulationen können Faktoren wie z.B. die Topographie,
die Beschaffenheit des Geländes oder die Windrichtung von
Windenergieanlagen u.v.m. enthalten.
2 Diese Variablen lassen sich so
manipulieren, dass verschiedene Designvarianten erstellt werden können.
Ebenso können mit Hilfe von HPC sogenannte Stresstests einzelner
Bauteile oder gar von Komponenten durchgeführt werden.
Marine Engineering
Im Marine Engineering wird CFD für die Analyse und
Optimierung von Strömungs- und Verbrennungsprozessen
von Booten, Schiffen, Hafenanlagen und anderen hydrodynamischen
Problemstellungen genutzt. Dabei werden
die Wasserfahrzeuge u.a. auf Strömungsprobleme wie
Verwirbelungen und Strudelbildungen untersucht. Etwaige
Design-Probleme können mit CFD schnell und
präzise behoben werden.
3D-Rendering
Auch die Filmbranche hat, insbesondere für Animations- und
Fantasyfilme, zunehmend erheblichen Bedarf an HPC-Ressourcen,
welche für das sogenannte 3D-Rendering benötigt
werden. Auch Renderfarmen fallen hier in die Kategorie der
HPC-Cluster. Zunehmend spielt auch das Rendering in der
Produkt- bzw. Variantensimulation eine bedeutende Rolle.
3D-Rendering ist indes ein sehr aufwändiges und zeitintensives
Verfahren zur Herstellung eines Bildes, basierend auf dreidimensionalen
Rohdaten in einem Computerspeicher. Dabei
werden verschiedene Verdeckungsaspekte, das Shading, die
Lichtverteilung und die Position und Blickrichtung des Betrachters
sowie sonstige Materialeigenschaften in die Berechnungen
einbezogen. 6 Die wohl bekannteste Software im Bereich
der 3D-Modellierung, Computeranimation und des Renderings
ist Maya, welche in der Filmbranche, in der industriellen Fertigung,
der Architekturvisualisierung und in Entwicklung und
Forschung eingesetzt wird. 7
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DAS TEAM
WER WIR SIND
Der Reflexionist
Der Number-Cruncher
Der Monitoring-Profi
Der Security-Fachmann
Die Prozess-Spezialistin
Dr.-Ing. Matthias Reyer
Heiko Haenler
Walter Smith
Dipl.-Ing. Sven Werwein
Jenny Dawon M.A.
Geschäftsführer | CEO
Geschäftsführer | CEO
Engineer IT-Systems
Senior-Engineer IT-Systems
Projektmanagerin | CISO
m.reyer@cpu-24-7.com
h.haenler@cpu-24-7.com
w.smith@cpu-24-7.com
s.werwein@cpu-24-7.com
j.dawon@cpu-24-7.com
Mit seinem wissenschaftlichen Back-
Er ist der jonglierende Head of Num-
Coffee-Marketeer Walter Smith be treut
Seit Mai 2008 ist unser sportlich
Prozesse & Ablaufpläne sind seit
ground aus Luft- und Raumfahrt, ins-
bers. Keine Zahl ist ihm zu groß und kein
seit Juni 2011 den Support | Wartung
– musikalischer Clustersysteme-
Ende 2011 die Welt der Jenny Dawon
besondere der Aero- und Thermodyna-
Umsatzziel zu weit. Doch von Fach chine-
der Cluster-Systeme. Bei ihm ist der
xperte für dessen Planung | Sup-
– von IT-Secure über Accountancy
mik, ist er der Fact-Head bei CPU 24/7.
sisch weit gefehlt, beherrscht er die „one
Kunde König, die neusten techni-
port | Aufbau verantwortlich. No Risk
bis zum Gesundheitsmanagement
Zuständig für die technisch-fachlichen
smile a day, keeps the doctor away“ Phi-
schen Entwicklungen müssen erst
– No Dipl.-Ing. Werwein – Der Quer-
der CPU 24/7 – hält Sie mit ihrer
Aspekte, stets hinterfragend und sehr
losophie noch viel inniger als seinen Re-
sein Check & Go überstehen, um das
denker ist unser Fachmann für Ihre
Hands-on-Mentalität alle Fäden zu-
versiert, regt er mit Leib und Seele
chenschieber. Bei CPUlern ist er daher
königliche CPU 24/7 Innovationssie-
Datensicherheit.
sammen.
nicht nur seine CPUler zum Tüffteln an.
als wahrer Motivationscoach bekannt.
gel zu erhalten.
Der Research-Supervisor
Der Technologie-Scout
Die Marketerin
Das Green-IT-Ass
Dipl.-Inform. Alexander Heine
Dipl.-Ing. (FH) Thomas Gropp
Antje Müller M. Sc.
Christian Unger M. Sc.
Projektleiter | COO
Engineer IT-Systems
Marketing und Vertrieb
Projektmanager Green-IT
a.heine@cpu-24-7.com
t.gropp@cpu-24-7.com
a.mueller@cpu-24-7.com
c.unger@cpu-24-7.com
Der Chief Operating Officer, zustän-
Thomas Gropp, seit dem Frühjahr
Der Mix machts – die begeisterte Hob-
Locker radelt Christian Unger bei
dig für die Leitung | Organisation |
2013 bei CPU 24/7, ist als Systemin-
byboxerin, Antje Müller, ist seit April
CPU 24/7 seit Mai 2013 durch Com-
Steuerung der Betriebsprozesse &
genieur für die Administration der
2013 unsere internationale Expertin
puter Visionen und Parallelisie-
HPC-Systeme, ist seit August 2009
Cluster-Systeme | internen Systeme
für Marketing & Sales. Mit viel Tech-
rungen. Mit seinem ökologisch ge-
bei CPU 24/7. Er ist das verhandelnde
zuständig. Als Evolutionist für neue
nik und noch mehr Taktik bestreitet
schärften Blick lebt er förmlich den
Support-Wizard mit dem forschen-
Technologien vertraut er trotzdem
sie aktiv und interaktiv die Planung |
„grünen Gedanken“. Green-IT und
den Blick, der privat auch gern an
auf den guten alten Kompass und die
Koordination | Organisation von Sta-
das Forschungsprojekt Intel ® Xeon
innovativen Lösungen für den Haus-
Karte um seinem Hobby – Orientie-
keholdern und uns, CPU 24/7.
Phi Co-Prozessoren sind dabei
gebrauch bastelt.
rungsläufe - nachzugehen.
nicht seine letzten Etappenziele.
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UNSERE TERMINE
WO SIE UNS FINDEN KÖNNEN
Runden
Mai 2013:453 Runden
schafften unsere Mitarbeiter zusammen in
153.89 Seemeilen liegen (theoretisch) zwischen
Hamburg und Potsdam. Und vom 29. - 31.05.2013 war CPU 24/7 auf
der Marine 2013 in Hamburg vertreten.
Wir feiern den
10.Geburtstag von
FRIENDSHIP SYSTEMS zusammen mit unseren
Partnern auf dem FRIENDSHIP Users‘ Meeting vom
15. - 16.10.2013!
48 Stunden
ASWC! Vom 29. - 30.10.2013 findet
der ANSYS Automotive World Congress
(ASWC) statt. Wir sind für Sie
als Silber-Sponsor in
Frankfurt/Main dabei! Es geht rasant
zu! Wir nehmen an der Ausstellerrallye
teil. Zu gewinnen gibt es Preise
von jedem Aussteller.
Brüssel ist nicht nur bekannt durch Waffeln,
Schokolade oder den EU-Sitz, sondern in
diesem Jahr auch durch das
Numeca Users Meeting,
welches vom 20. - 21.11.13 im
Thon Hotel EU stattfindet.
CPU 24/7 ist natürlich
mit dabei!
Wussten Sie, dass 10% aller Unternehmen
keine Weihnachtsfeier veranstalten?
Wir schon! Alle Jahre wieder kommt nicht nur
das Christuskind, sondern auch die Zeit für
unsere Weihnachtsfeier. Mitte Dezember findet
jährlich die legendäre CPU 24/7-Weihnachtsfeier
statt. Mit einem gemütlichen
Essen und BEISAMMENSEIN möchten wir das
Jahr 2013 ausklingen lassen.
20min auf der Kartbahn.
Gemeinsam Höchstleistungen verbringen
– das ist unser Credo.
Vom 19.06. - 21.06.2013 überzeugte
CPU 24/7 auf der ANSYS Conference
& 31. CADFEM Users’ Meeting 2013
(ACUM) in Mannheim.
Vom 16. - 20.06.2013 besuchten2.423
TEILNEHMER/INNEN
die diesjährige International Supercomputing Conference in Leipzig.
Zum ersten Mal, mit eigenem Messestand, dabei war auch CPU 24/7.
Standard-Sponsor
auf und erwartet internationales
Publikum aus Top-Entscheidern und
Open-Source-Software-Nutzer.
983 km wird CPU 24/7 zurücklegen
um vom 21. - 22.10.2013 bei der International
CAE Conference in Pacengo del Garda als
Silber-Sponsor dabei zu sein.
Bamberg liegt in
96047-Bayern.
Dort findet vom 12. - 13.11.2013 ein
7. NAFEMS-Seminar mit angeschlossener Fachausstellung
zum Thema „Strömungsberechnungen
Die Open Source CFD
(CFD) in der Systemsimulation“ statt. Wir treffen
International Conference macht
vom 24.10. - 25.10.2013 Station
uns mit über
1.000 Mitgliedern der
in Hamburg. CPU 24/7 tritt als
NAFEMS.
“No one can whistle a symphony.
It takes an orchestra to play it.”
Nach all den Messen und Veranstaltungen ist es Anfang
November mal wieder Zeit für ein gemeinsames TEAMEVENT.
Die Förderung unserer Mitarbeiter ist genauso wichtig wie das
kollegiale Miteinander und jede Menge Spaß und Freude
an dem, was wir tagtäglich tun. Wohin es geht, wird noch nicht
verraten.
Über 100.000 Unternehmen haben es uns vorgemacht – Seit August 2013 ist CPU 24/7 auch auf XING zu finden.
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IMPRESSUM
CPU 24/7 GmbH & Co. KG
c/o Potsdamer Centrum für Technologie
Dennis-Gabor-Straße 2
DE 14469 Potsdam
Telefon: +49 (0) 331 505 700 90
Telefax: +49 (0) 331 505 700 92
Mail: info@cpu-24-7.com
Web: www.cpu-24-7.com
Geschäftsführer: Dr.-Ing. Matthias Reyer,
Heiko Haenler
Sitz der Gesellschaft: Potsdam | Amtsgericht
Potsdam, HRA 4292 P |
USt.-IdNr.: DE253259444
Persönlich haftende Gesellschafterin:
CPU 24/7 Verwaltungs GmbH, Amtsgericht
Potsdam, HRB 20034 P
CPU 24/7 ist eine eingetragene Marke der
CPU 24/7 GmbH & Co. KG.
Alle Rechte vorbehalten.
Im Gegensatz zum Kultroman „Per Anhalter durch die
Galaxis“ von Douglas Adams brauchen Sie zum Durchblättern
dieses Magazins keine 7,5 Millionen Jahre, um
die Antwort auf all Ihre Fragen zu HPC zu erfahren. Nun,
wir von CPU 24/7 wollen zwar nicht so vermessen sein und
behaupten, wir würden die Antwort auf die Frage „nach
dem Leben, dem Universum und den ganzen Rest“ kennen,
aber wir sind stolz, dass wir Ihnen nach bestem Wissen
und Gewissen auf 42 Seiten (fast) alle Antworten im
Bereich HPC geben konnten. Fragt Sie jemand „Was ist eigentlich
HPC On Demand?“, sagen Sie „42“! Fragt Sie jemand
„Wo kann ich HPC On Demand Ressourcen zeitnah
und kostengünstig buchen bzw. mieten?“ – Ihre Antwort
„42“! Fragt Sie jemand „Wo bekomme ich einen fertigen
HPC-Arbeitsplatz, mit dem ich nach dem Einloggen sofort
mit meinen Berechnungen und Simulationen beginnen
kann?“ Klar! „42“!
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