Neue Supercomputer
für hallesche Studenten

Das Universitätsrechenzentrum der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg stellt für Lehre und Forschung ab sofort allen Studenten und Mitarbeitern zwei neue Supercomputer mit insgesamt 32 Prozessoren, 32GB Hauptspeicher und extrem schneller Kommunikation zur Verfügung. Die vom Universitätsrechenzentrum im Sommer installierten Parallelrechner der Firma SUN Microsystems enthalten SUN's neueste Prozessorgeneration UltraSPARC III mit 750MHz und 8MB Cache pro CPU. Mit dem bis Ende des Jahres geplanten Upgrade auf 900MHz Prozessoren haben die SunFire 6800/3800 eine Gesamtleistung von ca. 50 GFlops Netto (z. Z. ca. 40 GFlops). Das entspricht 50 Milliarden Rechenoperationen pro Sekunde.

Das "Highlight" dieser Rechnerarchitektur ist die extrem schnelle Kommunikation zwischen CPUs und Speicher mit einer garantierten Bandbreite von 2,4 GB/s pro CPU und einer Zugriffsgeschwindigkeit (Latency) von ca. 200 ns (= 0,000 000 2 Sekunden). Ein- und Ausgabe sind dementsprechend leistungsfähig: u.a. 200 GB Fibre Channel Platte mit 200 MB/s Bandbreite (I/O) sowie 5 mal Gigabit Ethernet und 10 mal Fast Ethernet für den schnellen Zugriff via Netz (Uni-LAN).

Weiterhin sind solche Eigenschaften hervorzuheben, die bislang eher typisch für Mainframes waren, wie redundante Stromzufuhr, Netzteile, Lüfter, Platten (gespiegelt) usw. "Hot pluggable", also ggf. auswechselbar im laufenden Betrieb, sind neben diesen u. a. auch CPUs und Memory. Nach Bedarf kann man die Maschinen in sogenannte Domains aufteilen und damit wie mehrere völlig unabhängige Systeme (Cluster von SMP Knoten) betreiben. Diese Funktionen und Leistungswerte gehören im internationalen Vergleich zur Spitze. Dieselbe Technologie wird SUN vermutlich auch für den z. Z. heiß diskutierten TFlop-Computer verwenden.

Im Vergleich zu dem ebenfalls vom Unirechenzentrum seit 1997 und weiterhin betriebenen Parallelrechner von HP/Convex mit 32-HP Prozessoren, der noch vor drei Jahren zu den schnellsten der Welt gehörte, haben die SunFire etwa die dreifache Prozessor- und Kommunikationsleistung. Gegenüber den mitunter als preiswerte Alternative favorisierten "selfmade" Supercomputern aus handelsüblichen PCs und Netzverbindungen, beispielsweise mit Pentium/ca. 1GHz und Gigabit Ethernet als Kommunikation zwischen den CPUs, würde unser System in etwa so viel CPU-Leistung haben wie 200 PCs und eine bis zu 1000 mal schnellere Kommunikation. Allerdings sind solche Vergleiche wenig sinnvoll, da rein rechnerisch 30 Trabants zwar 780 PS, aber noch keinen Formel-1-Wagen ergeben.

Auf Rechnerarchitekturen wie der SunFire sind z. B. alle gängigen parallelen Programmiermodelle hervorragend anwendbar. So kann bei den in Halle installierten Systemen ein einzelner Job bis 24 GB Hauptspeicher für sich allein nutzen. Das ist auf PC- oder Workstation-Clustern unmöglich.

Das ist nur einer von vielen inhaltlichen Gründen, die für diese Rechnerarchitektur sprechen. Auch das Preis-/Leistungsverhältnis hält einem Vergleich mit "selfmade" Supercomputern aus PCs stand, vor allem wenn Verhandlungsspielräume genutzt und Kriterien wie Verfügbarkeit, Wartungs- und Administrationsaufwand einbezogen werden.

Typische Anwendungen sind Simulations- und Modellberechnungen, z. B. in der Physik, Chemie, Biotechnologie oder den Ingenieurwissenschaften. In der Informatik/Mathematik können hingegen die Hard- und Softwaresysteme selbst Forschungs- oder Ausbildungsgegenstand sein, etwa die Entwicklung immer effizienterer paralleler Algorithmen. Es kommen sowohl selbst entwickelte parallele Programme als auch kommerzielle parallele Applikationen zum Einsatz. Dabei handelt es sich oft um Berechnungen, die sogar auf modernsten PCs oder Workstations eine Laufzeit von Monaten bis Jahren hätten oder überhaupt nicht lösbar wären.

An der Universität Halle können mindestens 50 Forschungsprojekte nur mit Hilfe dieser Höchstleistungsrechner realisiert werden. Auch für Qualifikationen wie Diplom-, Promotions- und Habilitationsarbeiten sind solche Supercomputer zunehmend, besonders in den Naturwissenschaften unverzichtbar.

Die Universität Halle verfügt nun allein mit den u. a. am Universitätsrechenzentrum installierten und betriebenen Systemen über 64 Prozessoren Parallelrechnerkapazität von SUN und HP mit 38 GB Hauptspeicher sowie seit vorigem Jahr über ein File-, Backupserversystem von IBM mit 8 Prozessoren, 4GB Hauptspeicher, 1 TB schneller, ausfallsicherer Festplatte RAID 5/1 und einem automatischen Bandroboter mit einer Kapazität bis ca. 100 TB.

All dies ist mit weiteren Diensten über das moderne universitätseigenes Netz (UNI-LAN) von allen Uni-Standorten 24 Stunden am Tag und 365 Tage im Jahr nutzbar. So stehen Studierenden und MitarbeiterInnen der halleschen Universität für Lehre und Forschung die wohl attraktivsten und leistungsfähigsten, offen zugänglichen Computersysteme in ganz Sachsen-Anhalt zur Verfügung, die auch im bundesweiten oder internationalen Vergleich hervorragend abschneiden.

(Dr. Gerald Möbius / Dr. Margarete Wein, 4. September 2001)

Weitere Informationen zu diesem Thema im Internet: http://www.uni-halle.de/urz/


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