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Klimamodelle schneller berechnen

Jülich erweitert Supercomputer

24. Juni 2021, 09:30 Uhr   |  Tobias Schlichtmeier

Jülich erweitert Supercomputer
© Forschungszentrum Jülich | Ralf-Uwe Limbach

Das neue »datenzentrische« Cluster-Modul »Jureca-DC« in Jülich.

Das Forschungszentrum Jülich hat den modularen Supercomputer »Jureca« erweitert. Er leistet ab sofort 23,5 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde – kurz 23,5 Petaflops. Ein Fokus des Systems liegt auf dem Verarbeiten großer Datenmengen.

Erreicht wurde die neue Rechenleistung mithilfe der Installation des Moduls »Jureca-DC« – DC steht hierbei für »data-centric«. Das Modul wurde von der französischen Firma Atos geliefert und arbeitet mit dem Betriebssystem der deutschen Firma ParTec.

Stand heute zählt allein das neue Modul mit seinen 18,5 Petaflops zu den aktuell 30 schnellsten Supercomputern der Welt. Insgesamt besteht Jureca aus zwei Modulen: Ein Cluster-Modul, das universell einsetzbar ist, sowie ein Booster-Modul für spezielle Codes und rechenintensive Programmteile, die sich sehr effizient parallel auf einer Vielzahl von Rechenkernen berechnen lassen. Das Cluster-Modul wurde in den letzten Monaten durch das Jureca-Modul ersetzt. Das Booster-Modul wurde erst 2017 installiert und bleibt weiter im Betrieb.

Hohe Rechenleistung

Im Mai ging das Jureca-Modul vollständig in Betrieb. Es basiert auf der Sequana-XH2000-Reihe von Atos und besitzt insgesamt 768 Rechenknoten, die mit zwei AMD-Epyc-Rome-CPUs mit 64 Kernen und 512 GB bis 1 TB Hauptspeicher bestückt sind. Mit dem Flash-Speichersystem von Atos lassen sich datenintensive Anwendungen beschleunigen. In einem gemeinsamen Projekt arbeiten das Forschungszentrum Jülich, Atos und ParTec daran, das System in seiner frühen Produktionsphase schrittweise weiter zu optimieren. Insgesamt 192 der 768 Knoten sind mit je vier A100-GPUs von Nvidia bestückt.

Zusätzlich wurde mit dem Flash-Speicher »Just-IME« von Hewlett Packard Enterprise und DDN ein Speichersystem installiert, von dem mehrere Jülicher Superrechner profitieren. Er ist speziell für das schnelle Ein- und Auslesen von Daten vorgesehen. Außerdem beschleunigt er die Analyse von Daten und maschinelles Lernen. Er wurde von Hewlett Packard Enterprise und DDN geliefert und ist mit den Superrechnern Juwels, Jureca und Jusuf vernetzt. Zusammen erreichen sie eine Bandbreite von über 2 TB/s – das entspricht ungefähr der doppelten Bandbreite des Transatlantikkabels TAT-14, das seit 2001 zwischen den USA und Deutschland liegt.

Klimaforschung im Fokus

Genutzt werden die neuen Möglichkeiten zum Beispiel für die Klimaforschung: Hier nimmt die zu verarbeitende Datenmenge stetig zu. Mithilfe von Datenassimilation lassen sich immer genauere Vorhersagen zum Klimawandel ableiten. Hierbei geht es darum, Daten aus Computersimulationen mit realen Messdaten zu verknüpfen. Ein weiteres Beispiel sind Wetterprognosen mittels Deep Learning. Diese nutzen Muster, die aus sehr großen Datensätzen extrahiert werden, um die Vorhersage von lokal auftretenden Gewittern und starken Regenfällen zu verbessern.

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