Neubeschaffung eines Rechnersystems für numerisch intensive Anwendungen
Der aktuelle Stand

von Peter Marksteiner (Ausgabe 95/1, Februar 1995)

 

...wia imma schwer im Trend tendier i imma mehr in Richtung S & M... (Prof. Dr. Kurt Ostbahn)

Die Ausschreibung eines Rechnersystems für numerisch intensive Anwendungen, von der in der letzten Nummer des Comment berichtet wurde, fand bei den Computerherstellern und -händlern großes Interesse. Bis zum Ende der Abgabefrist (am 27. Dezember 1994) wurde von praktisch allen bedeutenden Herstellern im Bereich des "High-performance Computing" ein Angebot abgeliefert. Am Tag darauf wurden die Angebote eröffnet:

Bacher Systems EDV GmbH

(die österreichische Repräsentanz von Sun Microsystems) bietet einen Cluster von Symmetrischen Multiprozessoren - jeweils 18 Prozessoren mit gemeinsamem Speicher - des Typs SPARCcenter 2000E an.

Control Data Corporation (CDC)

bietet einen CRAY Cluster J916 an. Die Rechner der CRAY J90-Serie sind Vektor-Parallelrechner, bei denen bis zu 16 Prozessoren auf einen gemeinsamen Speicher zugreifen können. Die Architektur basiert auf jener des erfolgreichen Supercomputers CRAY Y-MP; durch Verwendung billigerer Bauteile ist die CRAY J90 wesentlich kostengünstiger, erreicht aber auch nicht ganz die Leistung der CRAY Y-MP.

Datamed Informationssysteme

bietet symmetrische Multiprozessoren HP 9000/800-7200 an. Jeweils vier Prozessoren des Typs PA-RISC 7200 - der neueste und schnellste Prozessor von Hewlett Packard - greifen auf einen gemeinsamen Speicher zu. Als Alternativangebot wird auch ein Symmetrischer Multiprozessor des Typs Convex SPP1200/XA angeboten (auch "Convex Exemplar" genannt). Dieser Rechner basiert auf demselben PA-RISC-Prozessor, wobei jeweils acht Prozessoren einen "Hypernode" mit gemeinsamem Speicher bilden. Auch zwischen den einzelnen Hypernodes gibt es extrem schnelle Verbindungen, sodaß man das gesamte System als einen Rechner mit gemeinsamem Speicher betrachten kann.

Digital Equipment Corporation Österreich

bietet einen Cluster von AlphaServern an. Der AlphaServer 2100 4/275 ist ein Symmetrischer Multiprozessor; die Typenbezeichnung besagt, daß es sich um ein Modell mit 4 Prozessoren handelt, die mit 275 MHz getaktet sind - die schnellsten Prozessoren von Digital, die zur Zeit am Markt sind.

IBM Österreich

Von IBM Österreich kommen gleich drei Angebote: Im ersten wird ein Parallelrechner des Typs SP2 angeboten. Zum Unterschied von den obigen Mehrprozessorsystemen ist die SP2 ein Rechner mit verteiltem Speicher ("distributed memory"). Die Kommunikation zwischen den Prozessoren erfolgt über eine Netzwerkverbindung, wobei einige der Prozessoren über einen zentralen "Switch" sehr schnell Daten austauschen können. Das zweite Angebot umfaßt einen Cluster von Workstations des Typs RS/6000-390; im dritten wird sowohl ein Workstation-Cluster als auch ein Parallelrechner angeboten.

Meiko Ltd.

(ein englischer Hersteller von Parallelrechnern) bietet einen Parallelrechner des Typs Meiko CS-2 mit 42 Prozessoren an.

Silicon Graphics

bietet ein "Power Challenge Array" an - das ist ein Verbund von Symmetrischen Multiprozessoren des Typs POWER CHALLENGE XL mit jeweils 12 Prozessoren. Als Alternative wird auch eine gemischte Lösung angeboten, die zum Teil aus Symmetrischen Multiprozessoren und zum Teil aus einem Cluster von Workstations des Typs POWER CHALLENGE M besteht.

 

Im folgenden sollen die wichtigsten Eigenschaften der angebotenen Systeme kurz charakterisiert werden:

  • Fast alle Hersteller bieten RISC-Prozessoren an. Es handelt sich dabei durchwegs um RISC-Prozessoren der höchsten Leistungsklasse: POWER2 (IBM), R8000 (Silicon Graphics), Alpha A21064A (Digital), PA-RISC 7200 (HP). Bei numerisch intensiven Anwendungen wird offensichtlich das günstige Preis-LeistungsVerhältnis schneller RISC-Prozessoren von anderen Architekturen nur schwer erreicht.
  • Die Rechenleistung der angebotenen Systeme ist im allgemeinen sehr zufriedenstellend und übertrifft häufig die Erwartungen. Die Zahl der Prozessoren liegt bei den meisten Angeboten zwischen 40 und 70. Gegenüber den Listenpreisen haben die Hersteller erhebliche Preisnachlässe gewährt.
  • Gegenstand der Ausschreibung ist nicht allein die Hardware; vielmehr wird eine komplette Lösung, bestehend aus Hardware, Software und dazugehörigen Dienstleistungen (Installation, Wartung, Schulung) gefordert. In diesen Bereichen wurden von den Anbietern recht unterschiedliche Lösungsansätze vorgeschlagen. Wegen der Komplexität der Anforderungen an das System sind Vergleich und Bewertung der verschiedenen Lösungen nicht ganz einfach.
  • Wenn man die Rechenleistung allein bewertet und alle anderen Kriterien außer acht läßt, so ist im allgemeinen das Preis-Leistungs-Verhältnis bei Clustern von Einzelprozessor-Workstations am günstigsten.
  • Trotzdem bieten alle Hersteller - mit Ausnahme von IBM - ungeachtet des höheren Preises Symmetrische Multiprozessoren mit gemeinsamem Speicher ("shared memory") an: Symmetrische Multiprozessoren sind leichter zu administrieren, Parallelrechnen ist einfacher und effizienter. Bei einer geringen Zahl von Prozessoren mit gemeinsamem Speicher - beispielsweise vier - sind die Mehrkosten gegenüber Einzelworkstations noch nicht so erheblich: Ein Cluster aus Symmetrischen Multiprozessoren ist deshalb ein sehr attraktiver Kompromiß, bei dem die Vorteile von shared-memory-Architekturen mit dem niedrigen Preis von Workstations kombiniert werden können.

Wie sieht es nun mit der Bewertung der Angebote aus, einfach ausgedrückt: Wer wird gewinnen?

Bei einem komplexen Rechnersystem ist die Beantwortung dieser Frage nicht einfach. Das wichtigste Entscheidungskriterium ist die Gesamt-Durchsatzleistung. Nun gibt es keine einfache Maßzahl, mit der man sagen könnte: "Rechner A ist um 10% schneller als Rechner B". Das Rechnersystem soll für einen begrenzten, hoch spezialisierten Aufgabenkreis eingesetzt werden. Einzig und allein die Leistungsfähigkeit bei diesen Aufgaben ist von Interesse, und diese kann sich beträchtlich von der Leistung in anderen Bereichen unterscheiden. Aufgrund publizierter Daten kann man eine grobe Abschätzung vornehmen; verläßliche Angaben kann man aber erst dann machen, wenn Ergebnisse von Leistungstests ("Benchmarks") mit jenen Aufgaben vorliegen, für die der Rechner im Produktionsbetrieb eingesetzt werden soll. Solche Tests werden zur Zeit vom EDV-Zentrum in Zusammenarbeit mit den Anbietern durchgeführt. In den nächsten Wochen wird eine Vergabekommission gebildet, die anhand der Ergebnisse dieser Tests und unter Berücksichtigung der übrigen Forderungen der Ausschreibung den Bestbieter bestimmen wird.