Ein Supercomputer für Wiener Universitäten

von Peter Marksteiner (Ausgabe 09/1, April 2009)

 

Im letzten comment1) wurde von den Plänen für eine Kooperation zwischen Universität Wien und TU Wien im Bereich High Performance Computing (HPC) berichtet. Erfreulicherweise können diese Pläne wie vorgesehen umgesetzt werden, sodass voraussichtlich im Herbst 2009 ein „Wiener Supercomputer“ seinen Betrieb aufnehmen wird.

Ursprünglich war nur eine Kooperation zwischen der TU Wien und der Universität für Bodenkultur geplant: Die Universität für Bodenkultur stellt der TU Wien für ihr geplantes HPC-Projekt Personalressourcen zur Verfügung und erhält im Gegenzug Rechenleistung. Die Universität Wien plante bis zum Sommer 2008 noch ein eigenes HPC-System, den „Schrödinger IV“ als Ablöse für den bereits etwas bejahrten und nicht mehr recht konkurrenzfähigen „Schrödinger III“.

Im Sommer 2008 gab es die ersten Sondierungen, ob eine Zusammenarbeit zwischen Universität und TU nicht effizienter wäre als Einzellösungen. Überraschend schnell und unbürokratisch konnte in allen wesentlichen Punkten Einigung erzielt werden. Am 13. November wurde ein „Letter of Understanding“ unterzeichnet, der den Willen der Universität Wien zur Kooperation mit der TU bekräftigte – vorbehaltlich der Bewilligung der erforderlichen Mittel durch den Universitätsrat. Diese Bewilligung erfolgte am 5. Dezember 2008, sodass einer Umsetzung des gemeinsamen Projektes nichts mehr im Weg stand.

Die Universität Wien und die TU Wien, die sich zu gleichen Teilen an der Finanzierung beteiligen, sind gleichberechtigte Partner: Alle strategischen Entscheidungen, vor allem, was die Ressourcenvergabe betrifft, werden von einem gemeinsamen Beirat getroffen2). Die technische Durchführung und Projektleitung erfolgt jedoch ausschließlich durch den Zentralen Informatikdienst der TU Wien3). Der Supercomputer wird auch in den Räumlichkeiten des ZID der TU Wien in der Wiedner Hauptstraße (Freihausgründe) aufgestellt werden. Die Datenleitungen zwischen der Universität Wien und der TU Wien werden entsprechend aufgerüstet (auf 10 Gbit/s), sodass beim Arbeiten im Datennetz der Universität Wien keine nennenswerten Verzögerungen auftreten. Für Benutzer/-innen der Universität Wien wird die Datensicherung über das Backup-System der Universität erfolgen.

Am 8. und 9. Jänner 2009 fand in Rust ein Workshop zum Thema Computational Science and Engineering statt, an dem Vertreter/-innen der drei beteiligten Universitäten teilnahmen4). Am 27. Jänner 2009 wurde die Ausschreibung veröffentlicht, die Abgabefrist endet am 31. März. Danach erfolgen die Bewertung der Angebote und die Auswahl des Bestbieters, hauptsächlich anhand der geforderten Leistungstests (Benchmarks). Die Lieferung und Installation soll über den Sommer erfolgen, sodass der Rechner – sofern es keine unvorhergesehenen Verzögerungen gibt – im September 2009 den Betrieb aufnehmen wird. Bis dahin müssen auch die Serverräume des ZID der TU Wien adaptiert werden, um für den erhöhten Bedarf an Strom und Kühlleistung gerüstet zu sein.

Die geforderten Leistungsmerkmale lassen den Anbietern einigen Spielraum, in jedem Fall wird es jedoch ein „klassischer“ Cluster sein: Die einzelnen Knoten sind Standard-Server mit mindestens acht Prozessoren (Cores) in x86-Architektur; sämtliche Knoten sind durch ein leistungsfähiges Netzwerk (z.B. InfiniBand) verknüpft. Als Betriebssystem kommt Linux zum Einsatz, die meisten Applikationen sind in Fortran oder C geschrieben und verwenden zum Parallelisieren MPI (Message Passing Interface). Der Großteil der HPC-Systeme weltweit ist ähnlich aufgebaut. Wie viele Prozessoren es werden, hängt vom Geschick der Anbieter bei der Kalkulation ab, sicher jedoch mehrere Tausend. Zum Vergleich: Schrödinger III hat 240 Prozessoren – der Betrieb des Schrödinger III, dessen beträchtliche Betriebskosten dann nicht mehr zu rechtfertigen sind, wird voraussichtlich Ende September eingestellt.

Die wichtigste Aufgabe des neuen Supercomputers ist es, den Wiener Wissenschaftler/-innen Rechenkapazitäten zur Verfügung zu stellen, mit denen sie international wieder einigermaßen konkurrenzfähig sind – mehrere Jahre lang war das nicht der Fall. Natürlich ist auch Prestige wichtig, deshalb hoffen alle Beteiligten auf einen guten Platz in der Liste der Top 500 Supercomputer Sites5), in der sechs Jahre lang kein österreichischer Rechner vertreten war, nachdem Schrödinger II von Platz 190 im Juni 2003 auf Platz 344 im November 2003 zurückfiel und Schrödinger III schon zur Zeit der Inbetriebnahme im Jahr 2005 keinen Listenplatz mehr errang. Zu guter Letzt könnte dieses Koopera­tions­projekt den ersten Schritt zu einer gesamtösterreichischen Supercomputer-Lösung bilden, die vielleicht in wenigen Jahren mit Unterstützung des Bundesministeriums für Wissenschaft und Forschung verwirklicht werden kann.

 

1) siehe Doch kein Schrödinger IV – Ein HPC-Cluster für Wiener Universitäten in comment 08/3, Seite 22 (http://comment.univie.ac.at/08-3/22/)
2) Die Universität Wien ist in diesem Beirat durch Vizerektor Jurenitsch, Prof. Dellago (Dekan der Fakultät für Physik) und Dr. Rastl vom ZID vertreten.
3) siehe Das HPC-Cluster Projekt in ZIDline 19, Öffnet einen externen Link in einem neuen Fensterwww.zid.tuwien.ac.at/zidline/zl19/das_hpc_cluster_projekt/
4) Öffnet einen externen Link in einem neuen Fensterwww.infosys.tuwien.ac.at/autocompwiki/index.php/CSE09
5) Öffnet einen externen Link in einem neuen Fensterwww.top500.org