Universität Paderborn baut auf Intel® Xeon® Prozessor basierten Cluster

Das PC² stellt seinen Nutzern aus Wissenschaft und Forschung innovative parallele Rechnersysteme zur Verfügung, die zu den leistungsstärksten ihrer Art gehören. Derzeit werden typischerweise Cluster-Systeme aus leistungsfähigen Workstations und einem Hochgeschwindigkeitsnetzwerk eingesetzt. Es werden Anwendungen unterstützt, die neben einer hohen Rechenleistung auch eine anspruchsvolle Visualisierung der Simulationsdaten erfordern. So übernimmt auch das neue Intel basierte Cluster System am PC² neben der reinen Rechenleistung weitere Aufgaben von Hochleistungsrechnern. Wesentlich hierbei ist, dass die Lösung in ein Grafik Cluster eingebunden wurde und die integrative Nutzung von Rechenknoten (PC-/Workstation-Systeme) und Visualisierungsknoten (Grafik PCs) reibungslos erfolgt. Dabei bietet die eingesetzte Cluster-basierte Architektur eine Skalierbarkeit der Leistungsfähigkeit von kleinen Systemen bis hin zu solchen aus hunderten an Rechen- und Visualisierungsknoten.

Entscheidend: Neueste Technologien und Skalierbarkeit
Die Entscheidung für den Intel® Xeon® Prozessor basierten Cluster von Fujitsu Siemens Computers fiel nach Angaben von Dr. Jens Simon vom PC² insbesondere aufgrund der Verfügbarkeit neuester Technologien und der Skalierbarkeit der Leistung im Rahmen dieser Lösung. So unterstützt die Intel® Extended Memory 64 Technologie (Intel® EM64T) die 64-Bit Speicheradressierung und gewährleistet somit eine höhere Flexibilität der Applikationen. Dazu trägt zudem die ausgewogene Leistungsfähigkeit der Fließkomma- und Integer-Arithmetik-Einheiten und das neue I/O System bei. Mit PCI Express steht eine starke Technologie zur Verfügung, um die Kapazitäten von 10-Gigabit-Ethernet oder InfiniBand voll ausschöpfen zu können. Im für das PC² wichtigen Bereich Grafik und wissenschaftliche Visualisierung sorgt der aktuelle I/O Standard für Vorteile durch kürzere Latenzzeiten und durch die höhere Schreib-Transferrate von der Grafikkarte zum Hauptspeicher.

Die hpcLine von Fujitsu Siemens ist eine führende Cluster-Lösung für High Performance Computing. In Paderborn wurden an das System einige besondere Anforderungen gestellt. So etwa die Ausstattung mit PCI-Express für die Anbindung an ein InfiniBand Hochgeschwindigkeitsnetz und die Verfügbarkeit von mehreren freien I/O-Steckplätzen für flexible Erweiterungen, wobei auch Karten voller Bauhöhe Platz haben sollten.

Diese Ausstattung wurde mit einer besonderen Gehäusekonstruktion realisiert: Twin-Module mit vier Höheneinheiten, die jeweils zwei Computer Nodes aufnehmen können. Da für jeden dieser Server die volle Bauhöhe verfügbar ist, sind alle I/O-Slots des Mainboards auch tatsächlich nutzbar. Gleichzeitig wird durch die kompakte Bauweise die vorhandene Standfläche optimal genutzt. Eine Besonderheit ist auch die CPU-Kühlung: Direkt auf den Prozessoren sitzende Wasserkühlelemente transportieren die Wärme dort effizient ab, wo die höchsten Temperaturen entstehen.

Wissenschaftliche Anwendungen auf Intel® Xeon® Prozessor Basis
Mit Hilfe des neuen Clusters bearbeiten verschiedene Forschergruppen umfangreiche wissenschaftliche Anwendungen: Im Bereich Informatik geht es insbesondere um die Optimierung von Systemen, so zum Beispiel die Berechnung robuster, störungsfalltoleranter Planungen. Die Moderne Materialwissenschaft – eine Disziplin der theoretischen Physik – beschäftigt sich unter anderem mit der Erforschung amorpher Halbleiter, Gläser und Keramiken sowie mit organischen Polymeren und Molekülkristallen in der optoelektronischen Anwendung. Auf dem Gebiet der Mathematik und technischen Chemie werden physikalische und chemische Prozesse auf Basis des neuen Intel® Xeon® Clusters simuliert.

Über das PC²
Das Paderborn Center for Parallel Computing, PC², wurde 1991 als eine zentrale wissenschaftliche Einrichtung der Universität Paderborn gegründet. Das Institut hat den Auftrag, Forschung und Entwicklung auf den Gebieten paralleles Rechnen und innovative Hardware Architektur zu betreiben. Der Forschungsschwerpunkt liegt in den folgenden Bereichen:

1. Effiziente Nutzung paralleler und verteilter Architekturen (Design und Leistungsanalysen)
2. HPC Anwendungen für parallele und verteilte Systeme
3. Grid-Computing

Die Anwender des PC2 stammen von der Universität Paderborn und aus anderen Universitäten und Instituten des Landes Nordrhein-Westfalen. Weitere Informationen zum PC² gibt es hier: http://www.upb.de/pc2/

Über Intel
Intel ist der größte Halbleiterhersteller der Welt und zählt zu den international führenden Unternehmen mit Produkten für Informationstechnologie, Netzwerke und Kommunikation.