Mit GPFS fit für heterogene Landschaften

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In der Rangliste der schnellsten Computer finden sich mehrere Cluster, die ihre Leistungsfähigkeit nicht zuletzt dem Dateisystem verdanken. So wurden 2006 vier von zehn Supercomputern der Top-10-Liste der 500 leistungsstärksten Rechner mit GPFS betrieben. Beispielsweise ist GPFS auf dem Petaflop-Rechner „Roadrunner” in den USA und dem spanischen „Mare Nostrum” in Barcelona installiert.

Beide Rechner nutzen IBM-Blade-Racks als Rechenmodule, denn um ein Maximum an Leistung zu erzielen, werden diese Supercomputer schon hardwareseitig auf ihre zukünftigen Aufgaben hin optimiert. Bei wissenschaftlichen Aufgaben ist das oft der Wunsch, Berechnungen parallel ablaufen zu lassen.

GPFS integriert spezialisierte Prozessoren

Aus verschiedenen Gründen kann es reizvoll sein, solche Cluster heterogen aufzubauen, und jeden Rechnerknoten mit zwei und mehr Prozessortypen zu verwenden. Ein solcher heterogener Aufbau gestattet es zum Beispiel, die Stärken unterschiedlicher Prozessoren optimal zu kombinieren. Beim 133 Millionen Dollar teuren Roadrunner erledigen die für die Sony-Playstation entwickelten Cell-Prozessoren einen Großteil der eigentlichen Rechenaufgaben, während die AMD-Opteron-Prozessoren die Organisation übernehmen.

Jeder der 12.960 AMD-Kerne verfügt über einen Cell-Prozessor als mathematische Rechenhilfe, wobei jeder Cell-Prozessor über acht Kerne verfügt, die auf die Lösung von Fließkomma-Berechnungen optimiert wurden. Red Hat Enterprise Linux dient als Betriebssystem und Infiniband verbindet die Cell-Blades mit den Opteron-Knoten. Der Cluster leistet etwas mehr als eine Billiarde Operationen in der Sekunde, was ihm den Beinamen Petaflop-Rechner einbrachte.

Karlsruhe, Barcelona und Los Alamos sind Vorreiter

Als diese Installation am 9. Juni 2008 die Petaflop-Mauer durchstieß, war das der weltweit schnellste Computer. Noch ist das System allerdings gar nicht fertiggestellt, sondern befindet sich noch in der Aufbau- und Testphase. In dem 560 Quadratmeter großen Areal des Clusters wird noch heftig gearbeitet. Erst im Oktober dieses Jahres soll das im Kernforschungszentrum des US-Energieministeriums in Los Alamos befindliche System seinen Regelbetrieb aufnehmen und dann bis zu 1,7 Petaflops leisten. Der spanische Mare-Nostrum-Rechner liegt mit 10.240 Prozessor-Kernen in 2.406 Einzelblades knapp hinter der US-Konkurrenz und war zeitweise der schnellste Rechner Europas.

weiter mit: Teilchenbeschleuniger LHC bringt Schwung in die Cluster-Thematik

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