2,7 Petaflops schnell

Austro-Supercomputer startet offiziell den Betrieb

02.12.2019 10:29

Österreichs leistungsfähigster Computer hat am Montag offiziell seinen Betrieb aufgenommen: Der „Vienna Scientific Cluster 4“ (VSC-4) ist mit einer Rechenleistung von 2,7 Petaflops viermal so leistungsstark wie das Vorgängermodell VSC-3. Der acht Millionen Euro teure Supercomputer ist ein Gemeinschaftsprojekt von fünf Universitäten und steht für wissenschaftliche Berechnungen zur Verfügung.

„Mit dem VSC-4 stoßen wir erstmals in den Petaflop-Bereich vor, sein Vorgänger VSC-3 schafft 0,6 Petaflops“, erklärte der wissenschaftliche Leiter des VSC Research Center, Herbert Störi. Mit Flops wird die Rechenleistung gemessen: Ein Petaflop bedeutet eine Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde. Damit liege die Anlage stabil unter den Top-100 der weltweit leistungsfähigsten Computer derzeit auf Rang 93, so Störi.

37.920 Prozessorkerne
Der neue Supercomputer verfügt über 790 Knoten zu je zwei Prozessoren mit je 24 Kernen - also insgesamt 37.920 Prozessorkerne. Die Komponenten kommen von Lenovo, die Prozessoren von Intel. Je Prozessor stehen sechs Speichermodule mit jeweils acht Gigabyte zur Verfügung, pro Knoten also 96 Gigabyte RAM, einzelne Knoten haben aber auch bis zu 768 Gigabyte RAM.

Mit den übertakteten Prozessoren verbraucht der Rechner üblicherweise 460 Kilowatt, bei Spitzenlast bis zu 600 Kilowatt und muss mit Wasser gekühlt werden. Dazu werden rund zehn Liter Reinwasser pro Sekunde durch Kupferleitungen rund um die Prozessoren und Speichermodule gepumpt.

Trotzdem ist es im Inneren der begehbaren, vergleichsweise kompakten Rechenanlage mehr als 50 Grad Celsius heiß. Benötigte das Vorgängermodell VSC-3 mit seinen 2000 Knoten noch einen rund 100 Quadratmeter großen Raum, findet der neue Supercomputer auf einer Fläche von gerade einmal 17 Quadratmetern Platz.

Supercomputer kostete acht Millionen Euro
Die Kosten für den Computer inklusive Speichermedien betragen laut Störi rund acht Millionen Euro. Weil sich eine einzelne Uni eine derartige Infrastruktur im Bereich High-Performance-Computing nicht leisten könnte, kooperieren die Universitäten Wien und Innsbruck, die Technischen Universitäten Wien und Graz sowie die Universität für Bodenkultur schon seit Jahren im VSC-Projekt und werden dabei aus den Hochschulraum-Strukturmitteln des Wissenschaftsministeriums finanziell unterstützt. Die TU Wien ist beauftragt, den Computer zu betreiben, dafür steht ein Betriebsteam von rund zehn Personen zur Verfügung.

Im Dauerbetrieb
Nach der Installation der Anlage und dem Abnahmeprozess ist der Rechner mittlerweile im Vollbetrieb: „Aktuell laufen 600 Jobs und rund 1000 warten darauf, dass Ressourcen frei werden“, sagte der technische Leiter, Ernst Haunschmid. Wissenschaftler können Rechenzeit über eine Website beantragen. Die Wartezeit hänge ein wenig vom Job ab, betrage aber üblicherweise nur wenige Stunden. „Es ist wichtig, eine gute Mischung von kleinen und großen Jobs zu haben, um das System gut auszulasten.“ Gerechnet wird 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr. Stillstand gibt es nur bei Wartungsarbeiten.

Vom Urknall bis zur Klimaforschung
Genutzt wird der Supercomputer für eine Vielzahl unterschiedlicher Forschungsbereiche. Störi nannte etwa die Klimaforschung als Beispiel: „Die Frage, wie sich der Klimawandel im Detail auf die österreichischen Landschaften auswirkt, ist in einem Gebirgsland ein ziemlich komplexes Problem, weil praktisch jeder Berg ein Mikroklima erzeugt.“ Am VSC-4 werden aber auch Simulationen des Universums kurz nach dem Urknall oder quantenphysikalische Berechnungen für die Entwicklung neuer Materialien durchgeführt oder Medikamente designt, „wodurch man sich in der ersten Phase eine große Anzahl an Tierversuchen erspart“, so Störi.