Supercomputer der Zukunft: schneller aber sparsamer
Industrieunternehmen und Hochleistungsrechenzentren gründen europäisches Konsortium; EU fördert mit acht Millionen Euro.
Energieeffizienz ist ein zentraler Aspekt bei der Entwicklung jedes neuen Rechnersystems. Auch bei Exascale-Computern, die zukünftig eine Trillion Rechenoperationen pro Sekunde durchführen sollen, spielt der Stromverbrauch eine vordringliche Rolle. Mit der Entwicklung einer neuartigen Rechnerarchitektur, die bei einer Leistung im Exascale-Bereich 15 bis 30 Mal weniger Strom verbraucht als heutige Supercomputer, beschäftigen sich die Partner des europäischen Mont-Blanc-Projekts, zu dem im Oktober in Barcelona das Kick-Off-Meeting stattfand.
Das neue Vorhaben, welches in Zukunft im Bereich des Hochleistungsrechnens (High-Performance Computing, HPC) weltweit Standards setzen soll, wird vom Barcelona Supercomputing Center koordiniert und erhält von der Europäischen Kommission Fördergelder in Höhe von acht Millionen Euro. Als deutsche Hochleistungsrechenzentren sind das Forschungszentrum Jülich und das Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften in Garching beteiligt. Das Projekt hat mehrere Ziele im Visier: Zunächst wollen die Beteiligten einen voll funktionsfähigen, energieeffizienten HPC-Prototypen mit stromsparenden Standardkomponenten entwickeln, der dann nach Testläufen zu einem HPC-Rechner der nächsten Generation mitsamt allen zugehörigen Komponenten werden soll – inklusive geeigneten Exascale-Anwendungen.
Der Energieeffizienz von Supercomputern kommt mittlerweile eine Schlüsselrolle zu. Im Jahr 2017 werden Hochleistungsrechner Schätzungen zufolge 200 Petaflop/s bei einem Energieverbrauch von 10 MW erreichen. 2020 wären es bereits 1000 Petaflop/s, also ein Exaflop/s, bei 20 MW. Diese Rechner würden somit mehr als 20 Mal weniger Strom verbrauchen als heutige Supercomputer.
Mit dem Mont-Blanc-Projekt entsteht ein rein europäisches Konsortium aus Industrieunternehmen und Hochleistungsrechenzentren von Forschungseinrichtungen. Dazu gehören Bull als wichtiger Anbieter von HPC-Systemen, ARM als Weltmarktführer bei eingebetteten Hochleistungsprozessoren und Gnodal als vielversprechender Partner für Verbindungskomponenten, die auf Energieeffizienz und Skalierbarkeit ausgerichtet sind.
Das Jülich Supercomputing Centre stellt für das Gemeinschaftsprojekt verschiedene Softwarepakete zur Verfügung, unter anderem das Performance-Analyse-Werkzeug Scalasca und Exascale-fähige Anwendungen aus unterschiedlichen Forschungsbereichen wie der parallele Coulomb-Löser PEPC, das hochskalierende Programm MP2C für molekular- und hydrodynamische Simulationen, die Software SMMP für die Molekülmechanik von Proteinen und Profasi zur Simulation der Proteinfaltung. Das Leibniz-Rechenzentrum beteiligt sich bei den wissenschaftlichen Anwendungen mit einer Simulation aus dem Gebiet der Quantenchromodynamik. Darüber hinaus leistet es mit seiner Erfahrung auf dem Gebiet der Energieverbrauchsüberwachung und -optimierung von Supercomputern einen wesentlichen Beitrag zum Erreichen der Energieeffizienz-Ziele des Prototypsystems.
FZ Jülich / VK
