High Performance per X86

Von der gedruckten menschlichen Zelle bis zum 10.000 Euro 3D-Bild

| Autor: Ulrike Ostler

HPC findet in Forschungseinrichtungen und Umgebungen statt, wo Streming, Bildverarbeitung und Simulation eine Rolle spielt. Die Aufnahme wurde in der Sabanci-Universität gemacht.
HPC findet in Forschungseinrichtungen und Umgebungen statt, wo Streming, Bildverarbeitung und Simulation eine Rolle spielt. Die Aufnahme wurde in der Sabanci-Universität gemacht. (Bild: Ostler)

Seit gestern läuft zum 30. Mal die International Supercomputing Conference (ISC) – in Frankfurt. Galt HPC einst als elitär, schwierig und unerschwinglich, machen x86-Cluster die Technik auch für kleinere Institute und mittelständische Unternehmen attraktiv. Seit jüngstem gibt es gar integrierte Systeme. Die Anwendungen aber bleiben allemal spannend, zum Beispiel von Dell und Fujitsu.

Zugegeben: Richtige Supercomputer-Zentren gibt es nur wenige, in Deutschland etwa „Juqueen“, eine Installation des Forschungszentrum Jülich, „SuperMUC“ des Leibnitz Rechenzentrum und „Hornet“ am Hochleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS). Die leistungsfähigsten Rechner finden sich in einer „Top500-Liste wieder. Die aus Hans-Werner Meuers von 1986 bis 1992 jährlich publizierter Mannheimer Supercomputer-Statistik. p-500“-Liste hervorgegangen ist. Die jüngste Liste wird heute Nachmittag auf der ISC bekannt geben.

Die Konferenz ISC High Performance findet vom 12. bis zum 16. Juli in Frankfurt statt.
Die Konferenz ISC High Performance findet vom 12. bis zum 16. Juli in Frankfurt statt. (Bild: ISC High Performance)

Darüber hinaus aber gibt es ganz viele Anwendungen, zumeist in der Forschung, aber auch in der Industrie, etwa der Automobilbranche. Zwar setzen derzeit nur rund 8 Prozent der Automotive-Firmen, die weniger als 100 Mitarbeiter beschäftigen, überhaupt HPC ein, doch seit Jahren wächst insgesamt das Segment mit preiswerteren High-Performance-Systemen. So konnte das Segment im Bereich von 100.000 bis 249.000 Dollar im ersten Quartal 2014 um 0,6 Prozent zulegen, während die teuren Systeme im vergangenen Jahr leichte Einbußen hinnehmen mussten.

Der Workgroup-Bereich mit Systemen unter 100.000 Dollar kam laut IDC auf ein Plus von 11,4 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Im Jahr 2018 soll mit HPC laut Intersect 360 Research ein Marktvolumen von 38.1 Milliarden Dollar erreicht werden (siehe: Abbildung 1).

Ein HPC-Cluster

Der Aufbau eines HPC-Cluster folgt im Prinzip immer demselben Schema (siehe: Abbildung 2): Es gibt eine Art Management-Rechner („Head-Node“), der die parallel abzuarbeitenden Lasten an untergeordnete Rechner („Slave-Nodes“) verteilt. Dazu kommt Netzwerkausstattung, die zum einen für das Management des Cluster benötigt wird und zum anderen, um eine Kommunikation zu ermöglichen. Dazu kommt schließlich noch Storage.

Ergänzendes zum Thema
 
Dell auf der Veranstaltung ISC High Performance

Der jüngste Trend vereint diese Funktionen in integrierten Systemen. Dell präsentiert am Stand 731 auf der ISC erstmals seinen neuen, für High Perfomance Computing optimierten Server in Deutschland. Das Modell „Poweredge C6320“ ist für vier unabhängige Server-Knoten in einem Zwei-HE-Gehäuse ausgelegt und mit der neuesten Generation von „Intel-Prozessoren „Xeon E5 2600 v3“ ausgestattet. Es hat Platz für bis zu 18 Rechenkerne pro Sockel (144 Rechenkerne pro Zwei-HE-Gehäuse), bis zu 512 GB DDR4-RAM und bis zu 72 Terabyte an flexiblem lokalem Storage.

Der Rechner kann mit dem für maximale Beschleunigung optimierten Modell „Poweredge C4130“ kombiniert werden, der ebenfalls auf der ISC 2015 gezeigt wird. Der flexible Rack-Server nutzt Grafikprozessoren (GPUs), um die Bearbeitung von Rechenlasten zu beschleunigen, und weist eine besonders hohe GPU-Dichte auf. Er unterstützt bis zu vier 300-W-Beschleuniger doppelter Breite mit Optionen wie „Nvidia Tesla“ GPUs, AMD GPUs und „Intel Xeon Phi“Co-Prozessoren.

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