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63 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde

Neuer Rechencluster am Max-Planck-Institut Magdeburg in Betrieb genommen

22. Oktober 2018

Seit August 2018 unterstützt der neu installierte LINUX Rechencluster mechthild mit 132 Knoten, 2192 Prozessorkernen, 27 Terabyte Arbeitsspeicher und 63 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg bei ihren Berechnungen und Simulationen.
Der LINUX Rechencluster mechthild im Serverraum des Max-Planck-Instituts für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg
Der LINUX Rechencluster mechthild im Serverraum des Max-Planck-Instituts für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg [weniger]

Der Bedarf an Rechenleistung war im Max-Planck-Institut Magdeburg in den letzten Jahren deutlich angestiegen. Der neue Supercomputer mechthild löst nun das in 2010 installierte System otto ab. Aufwändige Berechnungen sind für die verschiedenen Fachgruppen somit weiterhin autark, ohne Begrenzung durch Zeitscheiben und mit 6facher Rechenleistung nun wesentlich schneller möglich.

Für Dr. rer. nat. Matthias Stein und die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus seiner Gruppe Molekulare Simulationen und Design ist der Großrechner das wichtigste Arbeitsmittel. Ihre Simulationen können eine Zeit von 10 Sekunden bis etwa 40 Tagen in Anspruch nehmen. Die Gruppe untersucht mit Hilfe verschiedener Modellierungen, Dynamiken und Simulationen chemische Reaktionen in Lösungen, enzymatische Reaktionen oder das Verhalten von Proteinen in Membranen. „otto hatte seine beste Zeit hinter sich und eine neue Powerfrau namens mechthild bringt uns neuen Schwung“, so formuliert es Matthias Stein. „Genauso wie man selbst feststellt, dass der sieben Jahre alte Computer zu Hause nicht mehr den neuen technischen Anforderungen genügt, so war es auch am Max-Planck-Institut. Der neue Cluster gestattet es uns, aufwändige Computersimulationen zur Entwicklung neuer Medikamente und neuer chemischer Prozesse entscheidend schneller durchzuführen.“

Energiebedarf wird gemessen und optimiert

mechthild wird neben der schnelleren Rechenkapazität Messungen der Energieleistung unterstützen. Das Hochleistungsrechensystem ermöglicht es, nicht nur einzelne Rechner energetisch zu betrachten, sondern einen ganzen Cluster. Die Messdaten können hochfrequent mit 20 Hertz Auflösung gemessen werden, das heißt 20 Messdaten pro Knoten und Sekunde können ermittelt werden. Dies ist laut Dr. rer. nat. Jens Saak, Teamleiter für Wissenschaftliches Rechnen am Max-Planck-Institut Magdeburg, einmalig in Deutschland. Üblich sind sonst nur einzelne Messungen im Abstand einiger Sekunden. Parallel ablaufende Algorithmen können daher erstmals nicht nur hinsichtlich ihrer Laufzeit sondern auch in Bezug auf ihren Energiebedarf optimiert werden.

Die Investition in mechthild kostete rund 900.000 Euro und wurde aus Mitteln des Max-Planck-Instituts Magdeburg und der Max-Planck-Gesellschaft finanziert.

Zahlen und Fakten im Überblick:

  • 132 Rechenknoten auf Basis von Intel Xeon CPUs
  • 10 davon sind mit NVidia Tesla P100 Rechenbeschleunigern ausgestattet
  • insgesamt 2192 Prozessorkerne und 27 Terabyte Arbeitsspeicher
  • Gesamtrechenleistung (ohne die 10 Beschleunigerkarten): 63 Teraflops, also 63 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde. Das ist das 6fache von otto.
  • Gesamtenergiebedarf: maximal 50 kW, das Doppelte von otto.

 
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