HLRS

Logo des Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS)

Das Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) ist ein Rechenzentrum, das Wissenschaft und Industrie Zugang zu Supercomputern bietet. Es wurde 1995 unter dem Dach des Rechenzentrums der Universität Stuttgart (RUS) gegründet und ist seit dem Jahr 1996 das erste Bundesrechenzentrum. Es beherbergt unter Anderem Europas größten Vektorrechner (Stand 2007), ein NEC SX-8 System mit 72 Knoten. Neben dem eigentlichen Betrieb der Großrechner gibt es auch eigene Forschungen in den Bereichen Höchstleistungsrechnen und Visualisierung. Außerdem werden Weiterbildungen und Kurse im Bereich Hochleistungsrechnen angeboten.

Rechner

Kern der aktuellen Konfiguration ist der NEC SX-8 Vektorrechner. Das System besteht aus 72 Knoten mit je 8 Prozessoren und 128 Gigabyte Arbeitsspeicher und weist eine theoretische Rechenleistung (Peak Performance) von 12 Teraflops auf. Die Verbindung der einzelnen Knoten erfolgt über den IXS-Bus mit 16 GB/s. In der Regel arbeitet der Nutzer nicht direkt auf dem Vektorrechner. Zum Compilieren sowie für Pre- und Postprocessing stehen zwei Itanium-II Maschinen mit 16 bzw. 32 Prozessoren und 256 bzw. 512 Gigabyte Arbeitsspeicher zur Verfügung.

Zur Programmentwicklung und für kleinere Rechnungen werden zusätzlich vier SX-6 Knoten betrieben. Für Problemstellungen, die sich schlecht vektorisieren lassen, stehen folgende Computercluster zur Verfügung: ein Xeon-Cluster mit 400 Prozessoren (Peak Performance 2,5 Teraflops) und ein Opteron-Cluster von Cray mit 256 Prozessoren (1 Teraflops Peak Performance). Neben Entwicklungs- und Visualisierungsplattformen ist auch der von der Universität Ulm betriebene Common-Ulm-Stuttgart-Server (CUSS) für Nutzer des HLRS zugänglich. Zur dreidimensionalen Darstellung der Simulationsergebnisse steht eine Cave mit vier Projektionsflächen zur Verfügung.

Geschichte

Gebäude in Stuttgart-Vaihingen

Das Höchstleistungsrechnen in Stuttgart geht auf die Anschaffung des damals leistungsstärksten Supercomputers Cray-2 durch Lothar Späth im Jahre 1986 zurück. Bei der Gründung verfügt das HLRS über eine NEC SX-4 mit einer Peak Performance von 64 Gigaflops und eine Cray T3E/512 mit 461 Gigaflops theoretischer Rechenleistung. Im Jahr 2000 wurden eine NEC SX-5/32M2 und eine Hitachi SR-8000 beschafft, die eine theoretische Rechenleistung von jeweils 128 Gigaflops aufwiesen. Mit der 2003 beschafften NEC SX-6 (sechs Knoten, 440 GigaFlops Peak Performance) wurde das Konzept eines vorgeschalteten Frontendrechners eingeführt. Im selben Jahr wurden auch der Opteron-Cluster und der Xeon-Cluster beschafft. Die Installation des derzeitigen Vektorrechners NEC SX-8 erfolgte im Jahr 2005, wofür auch ein neues Gebäude errichtet wurde.

Zugang und Betrieb

Die Großrechner werden von der Betriebsgesellschaft Höchstleistungsrechner für Wissenschaft und Wirtschaft (hww) betrieben. Neben dem HLRS, das die Rechner betreibt, sind T-Systems, T-Systems Solutions for Research GmbH, und Porsche weitere Gesellschafter. Universitäten und andere wissenschaftliche Einrichtungen können einen Antrag auf Rechenzeit beim Lenkungsausschuss des HLRS stellen. Für Nutzer außerhalb des wissenschaftlichen Umfelds wird die kommerzielle Nutzung der Rechneranlagen über T-Systems vertrieben.

Weitere Aktivitäten

• Ausbildung: Das HLRS bietet verschiedene Kurse zum Thema High-Performance Computing an. Behandelt werden z.B. Programmiersprachen aus dem Bereich des Hochleistungsrechnens (C, Fortran), parallele Programmierung mit MPI und OpenMP oder effiziente Methoden zur Lösung von Gleichungssystemen.
• Teraflop-Workbench: Der Teraflop-Workbench ist eine Kooperation zwischen dem HLRS und der Firma NEC. Ziel des Projekts ist es, existierende Anwendungen mit einer realen Rechenleistung im Teraflops-Bereich zu ermöglichen.
• Gauss Centre for Supercomputing: Das Gauss Zentrum für Supercomputing ist ein Zusammenschluss der drei Bundesrechenzentren Jülich, München und Stuttgart
• HPC Europa: Die Kooperation verschiedener Rechenzentren in Europa fördert den Austausch von Wissenschaftlern und ermöglicht die Benutzung von Supercomputern in anderen Ländern^[1].
• DEISA: DEISA steht für Distributed European Infrastructure for Supercomputing Applications und soll eine verteilte Rechenumgebung zur Verfügung stellen. Ziel ist es, dass Rechnungen auf dem Rechner in Europa durchgeführt werden, für den sich das Problem am besten eignet.^[2]

Auszeichnungen

• High Performance Computing Award 1999: für die erste Kopplung zweier Großrechner zwischen Europa und den USA^[3]
• HPC Challenge der Supercomputing 2003
• Ausgewählter Ort 2007, Deutschland – Land der Ideen^[4]

Literatur

Die auf den Rechnern des HLRS erzielten Forschungsergebnisse aus den unterschiedlichsten Fachgebieten werden jährlich als Buch in der Reihe High Performance Computing in Science and Engineering im Springer-Verlag veröffentlicht. Über die Arbeiten im Rahmen des Teraflop-Workbench wird in der Buchreihe High-Performance Computing on Vector Systems berichtet, die ebenfalls beim Springer-Verlag verlegt wird. Das HLRS bringt außerdem halbjährlich eine Zeitschrift namens Inside (Innovatives Supercomputing in Deutschland) heraus, das auch als Onlineausgabe angeboten wird^[5].

Einzelnachweise

1. ↑ HPC-Europa (Webseite)
2. ↑ Distributed European Infrastructure for Supercomputing Applications (Webseite)
3. ↑ Pressemitteilung der Universität Stuttgart
4. ↑ http://www.land-der-ideen.de
5. ↑ http://inside.hlrs.de

Weblinks

• Webseite des HLRS
• Teraflop Workbench
• HPC Portal von T-Systems
• Webseite des Gauss Centre for Supercomputing

48.7395181388899.09719467222227Koordinaten: 48° 44′ 22″ N, 9° 5′ 50″ O