Führende Höchstleistungsrechenzentren haben im Projekt DEISA die erste Stufe für einen verteilten europäischen Supercomputer mit einer Gesamtleistung von mehr als 20 Teraflops erfolgreich realisiert: Vier Höchstleistungsrechner in Deutschland, Frankreich und Italien sind jetzt miteinander vernetzt.
Hauptziel des Projekts DEISA ist es, neue Forschungsergebnisse in einem breiten Themenspektrum von Wissenschaft und Technologie durch den Betrieb einer verteilten Höchstleistungsrechen-Umgebung zu ermöglichen. Dazu sollen vorhandene nationale Plattformen über ein spezielles Netzwerk eng miteinander verbunden und durch System- und Netz-Software unterstützt werden. Dazu wurden Strategien für einen koordinierten Betrieb vereinbart, so dass die gemeinsame Infrastruktur mehr sein wird als die Summe der aggregierten Rechenleistung.
Das integrierte Höchstleistungsrechnen soll Europas Wettbewerbsfähigkeit in Wissenschaft und Forschung in allen Bereichen steigern, in denen extreme Rechenleistungen benötigt werden. Bisher ist die Bereitstellung von Hochleistungsrechenressourcen für die Forschung die Aufgabe nationaler Rechenzentren. Doch der zunehmende globale Wettbewerb zwischen Europa, den USA und Japan stellt wachsende Anforderungen an die Rechenressourcen in jedem Land. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, sind alle zwei Jahre große Investitionen in neue Rechnerkapazitäten erforderlich – ein Innovationszyklus, dem selbst die am weitesten entwickelten Länder nur noch schwer folgen können.
Rechenplattformen und Superknoten
Die DEISA-Innfrastuktur besteht aus zwei Schichten: In ihrem Kern bilden ähnliche Rechenplattformen (gleiche Architektur und gleiches
Betriebssystem) zusammen einen „verteilten virtuellen Höchstleistungsrechner“. Daraus resultiert ein Supercluster von Rechenknoten an wenigen Orten in verschiedenen Ländern, das dem Endnutzer jedoch als ein einheitliches System erscheint. Dazu werden in der ersten Projektphase vier IBM-Höchstleistungsrechner in Deutschland (FZJ und RZG), Frankreich (IDRIS) und Italien (CINECA) vernetzt. Das auf diese Weise entstehende System besteht aus mehr als 4.000 Prozessoren und riesigen Speicherkapazitäten und hat eine Gesamtrechenleistung von mehr als 22 Teraflops. In der zweiten Phase kommen zu diesem Cluster weitere IBM-Systeme – insbesondere aus Finnland – hinzu.
Schlüsseltechnologie dieses verteilten Superclusters ist – neben dem eigentlichen Netzwerk – die Fähigkeit, Daten gemeinsam über ein globales Dateiensystem zu nutzen – in diesem Fall das Global Parallel File System GPFS. Auf diese Weise können Rechenaufgaben über Landesgrenzen hinweg neu verteilt werden, um dann umfangreiche Rechenressourcen auf eine spezifische Anwendung an einem Ort konzentrieren zu können. In der zweiten Schicht der DEISA-Infrastruktur wird das Supercluster mit weiteren Rechenplattformen verbunden und bildet auf diese Weise ein heterogenes Höchstleistungsrechennetz mit Vektor- Plattformen und Linux-Clustern.
Das entstehende heterogene DEISA-Netz soll Wissenschaftlern eine Reihe wichtiger Leistungen bieten: Management von Arbeitsabläufen unter Nutzung mehrerer Plattformen zur Durchführung einer Aufgabe, leistungsfähiges globales Datenmanagement in der gesamten Infrastruktur, Applikationen, die gleichzeitig auf mehreren Plattformen laufen, sowie, nicht zuletzt, Portale und Web- Schnittstellen als Endnutzer-Zugang zu komplexen Umgebungen.
(Forschungszentrum Jülich, 10.11.2004 – NPO)
