"Sequoia"

USA holen sich die Top-500-Spitze zurück

Thomas Cloer war viele Jahre lang verantwortlich für die Nachrichten auf computerwoche.de.
Er sorgt außerdem ziemlich rund um die Uhr bei Twitter dafür, dass niemand Weltbewegendes verpasst, treibt sich auch sonst im Social Web herum (auch wieder bei Facebook) und bloggt auf teezeh.de. Apple-affin, bei Smartphones polymorph-pervers.
Zum ersten Mal seit Ende 2009 steht wieder ein Supercomputer aus den USA ganz oben in der "Top-500"-Liste der leistungsfähigsten Rechner weltweit.

Die inzwischen 39ste Ausgabe der Top 500 wurde anlässlich der 2012 International Supercomputing Conference veröffentlicht, die heute in Hamburg beginnt.

Der aktuelle Stand der Ding in Sachen Supercomputing
Der aktuelle Stand der Ding in Sachen Supercomputing
Foto: top500.org

Der neue Spitzenreiter der Top 500 ist der "Sequoia", ein von IBM gebauter BlueGene/Q-Numbercruncher am Lawrence Livermore National Laboratory des US-Energieministeriums. Mit 1.572.864 Prozessorkernen kommt die Monster-Maschine im einschlägigen Linpack-Benchmark auf eine Rechenleistung von 16,32 Petaflop pro Sekunde. Erfreulich: Sequoia ist gleichzeitig eines der energieeffizientesten Systeme auf der Liste.

Sequoia verdrängte den japanischen "K Computer" von Fujitsu für das RIKEN Advance Institute for Computational Science (AICS) in Kobe, der die beiden letzten Ausgaben der Top 500 angeführt hatte, auf den zweiten Rang. Mit 705.024 SPARC64-Kernen kommt der K Computer im Linpack auf 10,51 Pflop/s.

Mit dem "Mira" am Argonne National Laboratory in Illinois debütiert ein weiteres BlueGene/Q-System der IBM mit 786.432 Cores (also der halben Ausbaugröße von Sequioa) und 8,15 Pflop/s auf Rang 3 der aktuellen Top-500-Liste. Der inzwischen aktualisierte "Jaguar" des Oak Ridge National Laboratory in Tennessee war zuletzt der schnellste US-Supercomputer in den Top 10 und rangiert nun auf Platz 6.

Erfreulich aus europäischer Sicht: Der am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der TU München installierte IBM-"iDataplex"-Supercomputer "SuperMUC" eroberte aus dem Stand gleich den vierten Platz der neuen Top 500; der "JuQUEEN"-BlueGene-/Q am Forschungszentrum Jülich belegt Rang 8. Davor rangiert mit einem Supercomputer des italienische CINECA ein weiterer BlueGene/Q von "Big Blue".

SuperMUC: Energieeffizient dank Warmwasserkühlung

Der SuperMUC ist das erste kommerzielle IBM-System mit Warmwasserkühlung.
Der SuperMUC ist das erste kommerzielle IBM-System mit Warmwasserkühlung.
Foto: IBM Research

SuperMUC ist ein "IBM System x iDataPlex Direct Water Cooled dx360 M4 Cluster". Er verfügt über insgesamt etwa 150,000 Rechenkerne, die eine Spitzenrechenleistung von drei Petaflop/s erbringen. Eine Besonderheit des Systems ist seine Kühlung: Erstmals kommt bei SuperMUC in einem kommerziellen System eine innovative Wasserkühlung zum Einsatz, die den Gesamtenergieverbrauch des Rechners um 40Prozent reduziert und deren Abwärme sich direkt für die Gebäudeheizung nutzen lässt. "Seit diesem Jahr müssen staatlich finanzierte Institutionen in ganz Deutschland ihren Strom aus 100 Prozent erneuerbaren Energiequellen beziehen. SuperMUC wird uns dabei helfen, diese Verpflichtung einzuhalten", sagt Prof. Dr. Arndt Bode, Vorsitzender des Direktoriums des LRZ.

Heute entfällt bis die Hälfte des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen eines durchschnittlichen luftgekühlten Rechenzentrums auf den Betrieb der notwendigen Kühlsysteme. IBM-Forscher in Zürich haben deswegen neuartige Wasserkühlsysteme für Computer erforscht (Wasser leitet Wärme rund 4000 Mal besser als Luft), die vom energetisch hocheffizienten menschlichen Blutkreislauf inspiriert sind. Ein Kühlnetzwerk mit leistungsfähigen Mikrokanalkühlern führt die Wärme direkt dort ab, wo sie entsteht - am Chip. So kann der neue SuperMUC mit über 40 Grad Celsius warmem Wasser gekühlt werden und liefert gleichzeitig wertvolle Abwärme. Er soll so zu Einsparungen von rund einer Million Euro pro Jahr führen.

Dr. Bruno Michel, Manager Advanced Thermal Packaging bei IBM Research in Zürich und einer der Erfinder des Warmwasser-Kühlkonzepts, erklärt: "Unser Plan ist es, mittelfristig die Kühlstrukturen direkt auf die Rückseite der Prozessoren zu integrieren, um aufeinandergestapelte 3D-Chips zu kühlen. Damit können wir den Weg für massive Verkleinerungen und Leistungssteigerungen bahnen. Der SuperMUC von heute könnte so langfristig auf die Grösse eines PCs schrumpfen."

SuperMUC ist ein Beitrag des Gauss Centre for Supercomputing, des Zusammenschlusses der drei grössten deutschen Wissenschafts-Rechenzentren JSC Jülich, HLRS Suttgart und LRZ Garching bei München und gehört zur europäischen High Performance Computing-Infrastruktur PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe). Der Supercomputer wurde gemeinsam vom Bund und dem Land Bayern finanziert und wird offiziell am 20. Juli 2012 im Rahmen der 50-Jahre-Jubiläumsfeier des LRZ eingeweiht.

Frankreich belegt mit einer Eigenentwicklung von Bull Platz 9; China (das im November 2010 kurzfristig Platz 1 und 3 der Top 10 erreicht hatte) komplettiert das Ranking mit dem "Tianhe-1Aat" am National Supercomputing Center in Tianjin sowie dem "Nebulae" des National Supercomputing Centre in Shenzhen.