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Fotos: Henri Schmidt (RHRK)
des Rechners wurde in sieben Schränken
montiert. Der Raum bietet noch genügend
Platz für die zweite Ausbaustufe, die für
2013 geplant ist. Neben der Leistung des
Hochleistungsrechners waren auch Energieeffizienz,
Platzbedarf und Nachhaltigkeit
wesentliche Gesichtspunkte bei der
Beschaffung.
Damit der neue Hochleistungsrechner
sinnvoll, zielführend und effizient für Forschungsaufgaben
eingesetzt wird, bieten
das RHRK und der Fachbereich Informatik
aufeinander abgestimmte Vorlesungen,
Seminare, Praktika und Schulungen an,
um die entsprechende Methodenkompetenz
zu fördern. Das Support-Team des
RHRK leistet zu den üblichen Geschäftszeiten
auch Anwenderberatung für das
breite Themenfeld Hochleistungsrechnen.
An der TU Kaiserslautern wird Hochleistungsrechnen
vor allem von Arbeitsgruppen
und Instituten aus den Ingenieur- und
den Naturwissenschaften genutzt. Im
Maschinenbau werden Strömungssimulationen
durchgeführt, Schüttguteigenschaften
simuliert oder thermo-dynamische
Berechnungen vorgenommen. In
der Physik müssen tausende von Differentialgleichungen
schnell gelöst werden,
um beispielsweise das Verhalten von Ferromagneten
zu simulieren, die kurzzeitigen
Laserimpulsen ausgesetzt werden. Chemiker
der TU Kaiserslautern befassen sich
z.B. mit der Vermeidung von chemischen
Abfallprodukten bei Syntheseprozessen
oder führen Rechnungen durch, um die
elektronische Struktur von Atomen und
Molekülen besser verstehen zu können.
In der Biologie ist Hochleistungsrechnen
wichtig für die Gensequenzanalysen oder
die Phylogenetik, die sich mit der Entwicklung
und Verwandtschaft von Lebewesen
beschäftigt. Aber auch Disziplinen wie die
Sozialwissenschaften, die Wirtschaftswissenschaften
oder die Informatik nutzen
mehr und mehr das Hochleistungsrechnen
für die Simulation komplexer und hoch-
paralleler Systeme und zum besseren
Verständnis der ihnen zugrunde liegenden
Zusammenhänge.
Um diesen diversen Anforderungen gerecht
zu werden, besteht der Hochleistungsrechner
„Elwetritsch“ aus unterschiedlich
ausgestatteten Hardware-Komponenten,
die für die jeweiligen Anwendungsgebiete
eine möglichst optimale Umgebung bieten.
Für die Nutzer bereits verfügbar ist der
sogenannte SMP -Teil des Hochleistungsrechners.
Acht Maschinen mit jeweils 32
Prozessorkernen (AMD Opteron 6140)
und 256 GB RAM stehen Anwendungen
zur Verfügung, die viel Arbeitsspeicher und
viele eng gekoppelte Prozessorkerne mit
gemeinsamem Adressraum benötigen.
24 Knoten mit jeweils 8 Prozessorkernen
(Intel Xeon E5345) und 32 GB Hauptspeicher
sind für weniger anspruchsvolle
Anwendungen einsetzbar. Im Aufbau befindlich
ist derzeit der MPI-Teil des Hochleistungsrechners;
hier werden 178 hoch
moderne Systeme mit 16 Prozessorkernen
(Intel Xeon E5-2670) und 32 bzw. 128
GB RAM integriert, die über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk
(Infiniband QDR)
verbunden sind, um so für hochverteilte
MPI-Applikationen eine performante Laufzeitumgebung
zu bieten. Des Weiteren
werden sechs zusätzliche Systeme mit zusammen
zwölf GPGPUs (NVIDIA M2090)
ausgestattet, die flexibel zugeordnet werden
können, um Anwendungen, die diese
Technologie nutzen können, eine maßgeschneiderte
Umgebung zu bieten.
Neben der Hardware zum Durchführen der
Berechnungen wird der Hochleistungsrechner
„Elwetritsch“ auch zwei leistungsfähige
Dateisysteme für die Speicherung
der anfallenden Daten besitzen. Ein hochverfügbares
und schnelles Dateisystem
mit mehr als 10 TB Kapazität dient dem
Vorhalten der Benutzerverzeichnisse. Von
diesen Daten wird zudem täglich eine
Sicherheitskopie angelegt. Das zweite,
parallele Dateisystem (Fraunhofer FhG-
FS) mit über 250 TB Kapazität dient vor
allem dem Speichern der für die Berechnungen
notwendigen oder der während
der Berechnungen anfallenden Daten. Es
eignet sich in besonderem Maße für große
Dateien und für den parallelen Schreib-/
Lesezugriff über mehrere Knoten hinweg.
Neben der reinen Hardware ist aber auch
die Software-Ausstattung des Hochleistungsrechners
„Elwetritsch“ von Bedeutung.
Kommerzielle Anwendungspakete
wie ANSYS, Abaqus, Gaussian, Mathematica,
Matlab stehen ebenso zur Verfügung
wie kommerzielle Compiler (Intel und PGI)
oder Open-Source-Anwendungen aller
Art. Fürs Hochleistungsrechnen geeignete
Anwendungen werden auf Anfrage durch
das RHRK installiert. Zudem leistet das
RHRK Hilfestellung beim Umsetzen eigener
Algorithmen und Programme auf die
Infrastruktur des neuen Hochleistungsrechners.
Zögern Sie nicht, unser Support-
Team zu fragen.
Weitere Informationen zum Hochleistungsrechner
„Elwetritsch“ und zur AHRP finden Sie im Web unter
https://elwe.rhrk.uni-kl.de bzw. www.ahrp.info.
Dr. Markus Hillenbrand (RHRK)
3/2012
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