JUWELS: Jülicher Supercomputer zündet den Turbolader

Sven Bauduin 56 Kommentare
JUWELS: Jülicher Supercomputer zündet den Turbolader
Bild: Forschungszentrum Jülich

Der Supercomputer JUWELS aus dem Forschungszentrum Jülich wird mit Hilfe eines Booster-Moduls bestehend aus AMD- und Nvidia-Komponenten von aktuell 12 auf über 70 PetaFLOPS beschleunigt und damit erneut zum schnellsten aller Supercomputer Deutschlands und erstmals auch Europas. In den TOP500 würde das aktuell für Rang 4 reichen.

Von Platz 30 auf „Platz 4“ per Modulbauweise

Dabei soll der modulare Supercomputer aus Nordrhein-Westfalen mit den Hauptforschungsgebieten Energie, Gesundheit, Umwelt sowie Informationen, dessen Name für „Jülich Wizard for European Leadership Science“ steht, namhafte nationale und internationale Mitbewerber wie den SuperMUC-NG am Leibniz-Rechenzentrum in Garching bei München, mit 19,4 PetaFLOPS aktuell noch Deutschlands schnellster Großrechner und den zur Zeit mit 61,4 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde viertplatzierten chinesischen Supercomputer Tianhe-2A hinter sich lassen.

Aufgrund der modularen Bauweise wurde „JUWELS Modul 1“ zum Teil mit nicht vollständiger Konfiguration gemessen und rangiert aktuell mit 9,9 PetaFLOPS auf Rang 30 der weltweiten TOP500 der Supercomputer. Mit dem ersten Booster-Modul soll „das Juwels aus Jülich“, wie die Forscher des Institutes den Großrechner nennen, nun in die Phalanx der ganz großen Systeme vorstoßen. Wäre die für 2020 geplante Erweiterung jetzt schon fertig, würde dies Platz vier bedeuten. Auf welchem Platz das System im kommenden Jahr letztlich landen wird, hängt aber von der Konkurrenz ab.

Die modulare Supercomputing-Architektur ermöglicht es, flexibel und ohne Kompromisse die besten verfügbaren Technologien zu integrieren und ist unsere Antwort auf die zunehmend komplexeren und heterogeneren Anforderungen der Anwendungscodes an die Supercomputer. Sie erlaubt, Exascale kostengünstig zu realisieren und wird es sogar ermöglichen, so exotische Zukunftstechnologien wie Quantencomputer zu integrieren.

Prof. Thomas Lippert, Direktor des Jülich Supercomputing Centre (JSC)

AMD- und Nvidia-Upgrade trifft auf Intel-Basis

Nicht nur die reine Leistungssteigerung ist bemerkenswert, sondern auch wie sie erzielt wird. So trifft im Jülicher Supercomputer ein Clustersystem bestehend aus 2.271 Standard Compute Nodes und 240 Large Memory Compute Nodes mit je 2 Intel Xeon SC 8168 sowie 48 GPU Nodes mit je zwei Intel Xeon SC 6148 und je 4 Nvidia Volta V100 GPUs auf ein Booster-Modul, dessen Clustersystem nicht näher spezifizierte Grafikbeschleuniger von Nvidia mit Prozessoren vom Typ AMD Epyc 7002 („Rome“) kombiniert und das seinerseits auf der Supercomputer-Reihe BullSequana XH2000 (PDF) von Atos basiert. JUWELS wird zukünftig also sowohl auf AMD- als auch auf Intel- und Nvidia-Komponenten setzen, um dem Ziel „eines europäischen Exascale-Systems“ wieder ein Stück näher zu kommen. Die USA sind hier mit Aurora, Frontier und El Capitan bereits ein ganzes Stück weiter und planen zwischen 2021 und 2022 die drei ersten Exascale-Computer in Betrieb zu nehmen.

Neben AMD, Nvidia, Intel und dem französischen IT-Dienstleister Atos ist auch der israelische Halbleiter- und Netzwerkspezialist Mellanox an dem Projekt beteiligt, welcher erst im März dieses Jahres von Nvidia übernommen wurde. Dieser steuert die Komponenten für die bidirektionale Punkt-zu-Punkt-Verbindung per InfiniBand des Hochleistungsnetzwerkes von JUWELS und des Booster-Moduls bei.

Unsere 200 Gb/s HDR InfiniBand-Technologie bietet einen weltweit führenden Datendurchsatz und eine extrem niedrige Latenzzeit, und liefert damit die Netzwerkleistung, die zur Rechenleistung der Rechenknoten des JUWELS-Boosters passt.

Mellanox Technologies

Die Kosten für den Ausbau des Supercomputers in noch unbekannter Höhe werden vom Bund und vom Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen einer Förderung übernommen. Das Rechenzentrum Jülich betreibt JUWELS als Mitglied des Gauss Centre for Supercomputing (GCS), einem Zusammenschluss der drei nationalen Höchstleistungsrechenzentren in Deutschland, zu denen die drei Rechenzentren des Forschungszentrums Jülich (JSC), der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (LRZ) und der Universität Stuttgart (HLRS) gehören.

Ein offizielles Video des Forschungszentrums Jülich zeigt den Aufbau des JUWELS Modul 1 im Zeitraffen, dessen Hardware-Spezifikationen ebenfalls einsehbar sind.