Forschungszentrum Jülich nimmt neuen Number-Cruncher in Betrieb Jureca – Supercomputer für die Wissenschaft

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Fachlich ausgewiesene Wissenschaftler können sich melden. Ihnen steht am Forschungszentrum Jülich ein neuer Supercomputer zur Verfügung, der es gleich auf Platz 50 der Liste der schnellsten Rechner der Welt gebracht hat.

Jetzt steht er in der riesigen Rechnerhalle des Jülich Supercomputing Centre (JSC) – und läuft bereits. Denn nur zwei Wochen nach der Installation konnte das „Jureca“-System den allgemeinen Nutzerbetrieb beginnen. Auch das ist im Supercomputing sehr schnell. Offiziell steht der Name des neuen Rechners für „Jülich Research on Exascale Cluster Architectures“. Ein Rechnerverbund ist es, einer der extremeren Art.

Zehn Mal schneller als der Vorgänger

Jureca besteht aus rund 1900 Einzelrechnern, die im Cluster über ein Infiniband-Hochgeschwindigkeits-Netzwerk miteinander verbunden sind. Insgesamt füllt das System 34 Racks, die jeweils wassergekühlt sind. Dieses System bringt es auf 2,2 Billiarden Gleitkomma-Berechnungen pro Sekunde. Das ergibt Platz 50 unter den TOP500, der gerade neu erschienenen Liste der weltschnellsten Rechner. Jureca hat damit die zehnfache Rechenleistung seines Vorgängers Juropa, verbraucht allerdings laut JSC ein Drittel weniger Strom.

Der Superrechner lässt sich gleichwohl noch erweitern und beschleunigen. Das JSC stellt für besonders speicher- und rechenintensive Simulationsrechnungen Zusatzausrüstung zur Verfügung. Dazu gehören spezielle Node-Rechner, die zur Beschleunigung der bestimmter Rechenoperationen mit „K80“-Beschleunigerkarten von Nvidia ausgestattet sind.

Kooperativ entstanden, kooperativ der weitere Ausbau

Entstanden ist das System im so genannten Co-Design-Verfahren. Neben Experten des JSC war daran als preisgünstigster Anbieter die Firma T-Platforms aus Moskau. Vom Münchener Anbieter ParTec kommt die Software „ParaStation“, die durch Monitoring-Software den stabilen Betrieb sicherstellt. Das Infiniband-Netzwerk kommt von Mellanox.

Der JSC-Direktor, Professor Thomas Lippert kündigt an: „Weltweit einzigartig ist auch, dass wir das System im laufenden Betrieb zusammen mit den Firmen weiterentwickeln werden und wir somit die Grundlage für die nächste Generation von Supercomputern der Exascale-Klasse legen können.“

Nächster Leistungssprung schon absehbar

In der Tat hat das JSC genaueres über den nächsten Leistungssprung – wie hier bereits berichtet – kürzlich schon erkennen lassen. Es ist „DEEP“, ausgeschrieben:„Dynamical Exascale Entry Platform“. Dieser zwei Racks füllender Booster besteht aus hochparallelen, untereinander vernetzten Multi-Core-Prozessoren. Er wirkt auf ein Cluster aus herkömmlichen Prozessoren wie Turboaufladung auf Motoren.

Im DEEP-Konzept übernimmt dieser Booster möglichst viele parallelisierbare Teile von großen Rechenoperationen. Das führt bei solchen Aufgaben zu einer rasanten Steigerung der Leistung. Das JSC hat bereits angekündigt, für den neuen Jureca-Superrechner einen eigenen DEEP-Booster aufzubauen. Nach JSC-Schätzungen wird Jureca dann auf 10 Petaflops kommen, also rund fünf Mal schneller werden als heute.

Multitalent für Big-Data-Operationen

Für den vorgesehehen Anwendungszweck von Jureca liegt Parallelverarbeitung ohnehin nahe. Jureca ist für Big Data konzipiert. Hierbei soll sich das System nach JSC-Angaben aber als „Multitalent“ erweisen: „Die Einsatzgebiete reichen von den Lebens- und Erdsystem-Wissenschaften über die Informationstechnologie und die Materialforschung bis hin zur Medizin, wo der Rechner etwa für die Suche und Erprobung neuer Wirkstoffe genutzt wird. Eine ganz wesentliche Aufgabe ist die Analyse großer Datenmengen bei der Erforschung des Gehirns.“

Offen für Arbeiten von Wissenschaftlern

„Jureca steht grundsätzlich jedem fachlich entsprechend ausgewiesenen Wissenschaftler offen“, betont das Jülich Supercomputing Centre. Die Anträge auf Rechenzeit werden von unabhängigen internationalen Gutachtern ausgewertet, die den Standards der Deutschen Forschungsgemeinschaft folgen. Die Leitung der Vergabe haben das John von Neumann-Institut für Computing sowie die Jülich Aachen Research Alliance JARA, eine Kooperation des Forschungszentrums mit der RWTH Aachen im Rahmen der deutschen Exzellenzinitiative.

* Ludger Schmitz ist freiberuflicher Journalist in Kelheim.

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