Nagy teljesítményű számítástechnikai központ Stuttgart

A nagy teljesítményű Stuttgart számítástechnikai központ (HLRS) logója
A Stuttgart-Vaihingen kutatási campusra építve

A nagy teljesítményű számítástechnikai központ Stuttgart ( HLRS ) egy számítási központ , amely a tudomány és az ipar számára hozzáférést kínál a szuperszámítógépekhez . 1995-ben alapították a Stuttgarti Egyetem (RUS) Számítógépes Központjának égisze alatt, és 1996 óta az első német szövetségi nagy teljesítményű számítógépes központ . A HLRS 2003 óta a Stuttgarti Egyetem független központi intézménye. 2020 októberétől Európában az ötödik leggyorsabb szuperszámítógép, a Hawk nevű HPE Apollo 9000 rendszer és a maximális számítási teljesítmény 26 Peta - FLOPS . 2020-ban kezdte meg működését, és költsége körülbelül 38 millió euró volt.

A HLRS számítógépeket üzemeltet, német és európai felhasználókat gondoz, és intenzív képzési programot kínál felhasználóinak. Ezenkívül a HLRS saját kutatásokat végez a nagy teljesítményű számítástechnika területén. A hangsúly a skálázhatóság, a teljesítményoptimalizálás, a big data, a zöld informatika témakörei, az egészség, a környezetvédelem, az energia és a mobilitás alkalmazási területein, valamint a szimuláció társadalmi, politikai és filozófiai aspektusainak vizsgálatánál. A HLRS számos nemzetközi díjat kapott kutatásáért. A HLRS 1995 óta a számítógépeket és szolgáltatásokat az ipar számára elérhetővé teszi a Porsche és a T-Systems közszféra és a magánszféra közötti partnerség révén. A Stuttgarti Autóipari Szimulációs Központ (ASCS) megalapításával a HLRS létrehozott egy fejlesztési és kutatási platformot az autóiparral, amelyen az autóversenyzőkkel, beszállítókkal, számítógépgyártókkal és szoftvercégekkel szoros együttműködésben végzett verseny előtti kutatás hozzájárul az optimális felhasználása a mobilitás javításában.

Szuperszámítógépek

Cray XC40 "Hazel Tyúk".
Cray XE6
NEC SX-9
Nézet az adatközpontba
NEC SX-ACE (balra) és NEC Cluster (jobbra, fehér).

2015 októbere óta a HLRS központi rendszere egy Cray XC40 System Hazel Hen , amelynek maximális teljesítménye 7,42 Peta-FLOP. 2020 februárja óta a Hazel Hen helyére a HPE Apollo 9000 System Hawk került, amelynek csúcsteljesítménye körülbelül 26 Peta-FLOP. A Hawk szuperszámítógép (2021 júliusától) az ötödik leggyorsabb szuperszámítógép az EU-ban és világszerte a 18 ..

További rendszerek a NEC klaszter (Vulcan és Vulcan2). Ezenkívül számos kisebb rendszert működtetnek, amelyeket teszt célokra használnak (NEC SX-ACE) vagy pl. B. felhasználható fejlesztéshez és vizualizációhoz. Öt vetítési felülettel rendelkező barlang áll rendelkezésre a szimulációs eredmények háromdimenziós megjelenítésére .

történelem

A nagy teljesítményű számítástechnika Stuttgartban hosszú hagyományokhoz vezet vissza, amelyek a repülőgépipar ( John Argyris ) és a nukleáris technológia ( Roland Rühle ) területéről származnak. Az integráció ezen tevékenységek egy központi létesítmény megy vissza a megszerzése az akkori legerősebb szuperszámítógép Cray-2 , a vektor számítógép által Lothar Späth 1986.

Amikor a HLRS 1996-ban megalakult, a HLRS- nek két különböző rendszere volt NEC SX-4-vel, szintén vektoros számítógéppel, csúcsteljesítményük 64 gigaflop volt, és Cray T3E / 512 461 gigaflop elméleti számítási teljesítménnyel, amelyek egyformán azonosak voltak a világ legjobbjai között. A HLRS első igazgatója Roland Rühle volt, aki a HLRS-t a Stuttgarti Egyetem (RUS) számítógépes központjának részeként hozta létre. A felelős osztályvezető - és így a HLRS első vezetője - Alfred Geiger volt. 1999-ben az American National Science Foundation (NSF) elismerte a HLRS-t a nagy teljesítményű elosztott számítástechnika területén végzett munkájáért. 2000-ben megvásároltak egy NEC SX-5 / 32M2-t és egy Hitachi SR-8000-t, mindegyik elméleti számítási teljesítménye 128 gigaflops volt.

2002-ben, Roland Rühle nyugdíjba vonulása után a HLRS-t független létesítményként választották el a Stuttgarti Egyetem számítógépes központjától. Michael M. Resch vette át az irányítást. 2003-ban a HLRS megnyerte az USA-ban a HPC Challenge versenyt. A 2003-ban megszerzett NEC SX-6 (hat csomópont, 440 GigaFlops Peak Performance) ismét vektoros számítógép volt. Ugyanebben az évben beszereztek egy AMD Opteron fürtöt és egy Intel Xeon fürtöt is. A NEC SX-8 (12.8 TeraFlops Peak) vektor számítógép telepítésére 2005-ben került sor, amelynek új épületet emeltek. 2007-ben a HLRS alapító tagja volt a német Gauss Szuperszámítógépes Központnak (GCS), amely egyesíti a három német szövetségi nagy teljesítményű számítási központot. 2010-ben új energiaellátó épület épült. 2011-ben telepítették az első, több Peta-FLOP teljesítményű számítógépet, a Cray XE6-ot, amelyet 2014 decemberében a Cray XC40 "Hornet" rendszer váltott fel (csúcsteljesítmény: 3,8 Peta-FLOP). 2012 óta a HLRS az európai felhasználók számára is számítási időt biztosít a PRACE keretében . 2012 októberében a HLRS új kutatóépületet adott üzembe, amelyben új, 5 oldalú CAVE-t telepítettek.

Szervezeti szempontból a HLRS 2012 és 2016 között a stuttgarti egyetemen belül három központ hálózatának tagja volt, amelyeket a Stuttgarti Egyetem ( IZUS ) Információs és Kommunikációs Központjában egyesítettek .

Az új Hawk szuperszámítógépet 2020. február 19-én avatták fel .

Hozzáférés és üzemeltetés

A nagygépeket a HLRS működteti, és különböző felhasználók érhetik el.

Tudomány: A számítási idő kiosztását egy tudományos irányító bizottság (LA) végzi. Tagjainak felét a Német Kutatási Alapítvány (DFG), felét a Baden-Württembergi Állami Rektori Konferencia (LRK) jelöli. A pályázatokat a HLRS-hez nyújtják be, és onnan továbbítják az LA-hez. A Gauss Szuperszámítógépes Központban (GCS) folytatott összes német együttműködés részeként nagyon nagy jelentőségű pályázatokat értékel a három GCS tagközpont bizottságaiból összeállított egész német bizottság. A kiemelkedő projektekhez a PRACE európai HPC partnerségen keresztül lehet hozzáférni. Ily módon egy tudományos bizottság is elvégzi az értékelést.

Ipar: A HLRS számítógépeket az ipar számára is bérbe adják a Höchstleistungsrechner für Wissenschaft und Wirtschaft GmbH (hww) útján. A számítógépeket üzemeltető HLRS, valamint a KIT és Baden-Württemberg állam mellett a T-Systems , a T-Systems Solutions for Research GmbH és a Porsche is további részvényes. A tiszta termelést a hww-n keresztül kínálják és értékesítik.

Kereskedelmi együttműködés / teszt: Kereskedelmi felhasználásra együttműködés keretében, vagy olyan projektek esetében, amelyekben a vállalatok tesztelni akarják a számítógéphez való hozzáférést, a hozzáférés együttműködés keretében valósulhat meg. Ebben az esetben az ipari felhasználás költségeit kell viselni.

A számítógépek katonai célú használata alapvetően kizárt. A számítógépek használata a német külkereskedelmi törvény és a vonatkozó embargó-rendelkezések (nukleáris technológia, rakétatechnika, ... bojkott országok esetében) által érintett ügyekben szintén kizárt.

kutatás

A HLRS saját kutatásokat végez a nagy teljesítményű számítástechnika területén. 1999-ben és 2003-ban az Egyesült Államokban végzett kutatásai miatt elismerték. Körülbelül 35 projektben mintegy 60 tudós dolgozik a szimuláció és a nagy teljesítményű számítástechnika területén. A HLRS fő kutatási témái a következők

  • erő
  1. Számítógépes rendszerek teljesítményének elemzése és optimalizálása
  2. Az alkalmazás programjának elemzése és optimalizálása
  3. Adattároló rendszerek és fájlrendszerek elemzése és optimalizálása
  • Adatok és AI
  1. Nagyon nagy mennyiségű adat kezelése
  2. Adatelemzés
  3. Gépi tanulás
  4. Mesterséges intelligencia
  • Zöld IT
  1. Számítógépes rendszerek energiafogyasztásának elemzése és optimalizálása
  2. Az alkalmazások energiafogyasztásának elemzése és optimalizálása
  • Párhuzamos és elosztott rendszerek
  1. Felhő / rács fogalmak és alkalmazások
  2. Nagyobb algoritmusok és módszerek
  3. Párhuzamos programozási modellek és nyelvek
  • Alkalmazások (az alkalmazási partnerekkel együtt)
  1. Egészség: csontszimulációk és a véráramlás szimulációi
  2. Környezet: a környezeti hatások helyi hatásainak szimulációja
  3. Energia: energetikai rendszerek szimulációja
  4. Mobilitás: Járműtechnikai kérdések szimulálása
  5. Globális Rendszertan
  • Megjelenítés
  1. Virtuális valóság
  2. Kibővített valóság
  • Társadalom és politika
  1. Nagy teljesítményű számítástechnika az iskolai órákon
  2. Szimuláció a politikai döntéshozatalban
  3. A nagy teljesítményű számítástechnika filozófiai és szociológiai vonatkozásai

A HLRS jelenleg a szövetségi kormány kiválósági kezdeményezésének részeként részt vesz a „Szimulációs technológia” kiválósági klaszterben. A HLRS igazgatója a Kiválósági Klaszter vezető nyomozója. Ezen túlmenően a HLRS projektpartnerként részt vesz a 716 „Együttműködési Kutatóközpontban" Rendszerek dinamikus szimulációja nagy részecskékkel ". Európában a HLRS számos felhős és szuperszámítógépes hardver- és szoftvertechnológia kifejlesztésének számos projektjében vezető partner.

további tevékenységek

  • Oktatás: A HLRS előadásokkal foglalkozik a Stuttgarti Egyetemen. A HLRS a központ igazgatója által tartott előadások révén integrálódik a gépész tanfolyamokba.
  • Továbbképzés: A HLRS különféle tanfolyamokat kínál a nagy teljesítményű számítástechnika témájában. Kezelik z. B. Nyelvek programozása a nagy teljesítményű számítástechnikából ( C , Fortran ), párhuzamos programozás MPI-vel és OpenMP-vel vagy hatékony módszerek egyenletrendszerek megoldására.
  • Cray Development Center: A HLRS 2012 óta szorosan együttműködik a Cray-vel a szoftver fejlesztésében.
  • Teraflop-Workbench: A Teraflop-Workbench a HLRS és a NEC közötti együttműködés. A projekt célja, hogy a teraflops tartományban valós számítási teljesítményű meglévő alkalmazásokat tegyen lehetővé.
  • Gauss szuperszámítógépes központ : A Gauss szuperszámítógépes központ a három szövetségi nagy teljesítményű számítási központ egyesítése Jülichben (Jülich Szuperszámítógépes Központ / JSC), München-Garchingban (Leibniz-Rechenzentrum / LRZ) és Stuttgartban (HLRS)
  • HPC Europe: Különböző európai adatközpontok együttműködése elősegíti a tudósok cseréjét és lehetővé teszi a szuperszámítógépek használatát más országokban.
  • PRACE - Partnerség a fejlett számítástechnikához Európában : prototípusok és szoftverek a jövőbeni petaflop rendszerek számára

Díjak

  • 1999-es High Performance Computing Award az amerikai NSF-től: két nagygép első összekapcsolásáért Európa és az USA között
  • 2003-ban a HPC Challenge of Supercomputing
  • 2007-es Microsoft-díj: "A Microsoft Windows Compute Cluster Server 2003 korai munkatársa"
  • 2007 Kiválasztott helyszín, Németország - Ötletek földje
  • 2007 Meghívott plenáris beszélgetés az SC'07 Reno / USA-ba, a HLRS igazgatója, Michael Resch
  • 2009 díszdoktora az ukrajnai Donyeck Nemzeti Műszaki Egyetemen, a HLRS igazgatója, Michael Resch
  • 2010. évi ITEA aranydíj a ParMa projektért
  • 2011-ben az Orosz Tudományos Akadémia díszdoktora, a HLRS igazgatója, Michael Resch
  • 2012 holnapután Baden-Württemberg állam készítői díja a HLRS igazgatójának, Michael Reschnek
  • 2013 2. hely a Bosch Alapítvány "Iskola találkozik a természettel" díjában a HLRS "Szimulált világok" projektjében
  • 2013-as HPCwire 2013 olvasói Choice Award a HPC-alkalmazások legjobb felhasználásáért a HLRS gyártásában
  • 2014-ben az Orosz Tudományos Akadémia címzetes professzori címe a HLRS igazgatójának, Michael Reschnek
  • A „Szimulált világok” című HLRS projekt 2014-es díja, mint „Különösen díjazott” a Kreissparkasse oktatási alapítvány által az Esslingen kerület számára

irodalom

A kutatás eredményeit a HLR gép a legkülönbözőbb szakterületek évente teszik közzé, mint egy könyv a sorozat High Performance Computing in Science and Engineering által Springer-Verlag .

A Teraflop Workbench és a Fenntartott szimulációs teljesítmény műhelye keretében végzett munkáról a Nagy teljesítményű számítástechnika a vektorrendszereken (2005-2011) és a Fenntartott szimulációs teljesítmény (2012 óta) című könyvsorozat számol be , amelyeket szintén a Springer- Verlagot áthelyezik.

Az Eszközök a nagy teljesítményű számítástechnikához sorozatot a Springer Verlag is kiadta 2008 óta a nagy teljesítményű számítástechnika eszközeivel foglalkozó workshopon keresztül, amelyet a Drezdai TU ZIH-jával közösen hajtottak végre .

A HLRS félévente kiadja a Gauss Center for Supercomputing Inside (Innovatív szuperszámítástechnika Németországban) című folyóiratát , amelyet online kiadásként is kínálnak.

Kereszthivatkozás a HPC-Europe finanszírozási programról szóló cikkhez

Lásd még

Egyéni bizonyíték

  1. ↑ http://stuttgart-journal.de/tp3/2018/11/15/hawk-der-schnellste-supercomputer-deutschlands/
  2. ↑ Sajtóközlemény Uni Stuttgart http://www.uni-stuttgart.de/hkom/presseservice/pressemitteilungen/2014/090_HLRS_Hornet.html?__locale=de
  3. ↑ Uni Stuttgart sajtóközlemény http://www.uni-stuttgart.de/hkom/presseservice/pressemitteilungen/2015/79_hlrs_richtfest
  4. ↑ http://www.hlrs.de/systems/hpe-apollo-9000-hawk/
  5. ↑ http://www.hlrs.de/systems/cray-xc40-hazel-hen/
  6. ↑ http://www.hlrs.de/systems/hpe-apollo-9000-hawk/
  7. ↑ http://www.hlrs.de/systems/platforms/
  8. ↑ https://www.uni-stuttgart.de/en/university/news/press-release/Hawk-Supercomputer-Inaugurated/
  9. ↑ http://www.teraflop-workbench.de
  10. ↑ HPC Europe (weboldal)
  11. ↑ http://www.prace-project.eu/
  12. ↑ Sajtóközlemény a Stuttgarti Egyetemen
  13. ↑ https://land-der-ideen.de/
  14. ↑ http://inside.hlrs.de

web Linkek

Commons : Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart  - képek, videók és hangfájlok gyűjteménye

Koordináták: 48 ° 44 '22 .3 "  N , 9 ° 5' 49,9"  E