More than 8,000,000,000,000 arithmetic operations per second

Chemnitz, den 29. Mai 2008 – Er gehört zu den 100 schnellsten Computern der Welt - der neue Chemnitzer Hochleistungs- Linux-Cluster CHiC. Am 7. Februar 2007 wurde er offiziell an die Nutzer der Technischen Universität Chemnitz übergeben. Das Konzept stammt von Forschern der Professur Rechnerarchitektur unter Leitung von Prof. Dr. Wolfgang Rehm. Insgesamt haben 24 Professoren aller Fakultäten den 2,64 Millionen Euro teuren Rechengiganten beantragt und nutzen ihn künftig für ihre Forschungsprojekte. Das Innenleben des Supercomputers besteht aus 2.152 Rechenkernen, die auf 538 Serverknoten arbeiten. Sämtliche Komponenten des Supercomputers sind durch das Hochgeschwindigkeitsnetzwerk "InfiniBand" verbunden. Diese Technik wurde zusammen mit zwölf Hochleistungsgrafikknoten von IBM Deutschland geliefert. Dr. Ulrich Groh, Leiter des Geschäftsbereichs Lehre und Forschung der IBM Deutschland GmbH, betont: "IBM hat in der Vergangenheit zahlreiche Arbeitsplätze in Mitteldeutschland geschaffen - gleichzeitig unterstützt das Unternehmen durch eine hochleistungsfähige IT-Infrastruktur den Wissenschaftsstandort Deutschland. Der Hochleistungsrechner CHiC an der TU Chemnitz ist ein erfolgreiches Beispiel dafür."

Zum Hochleistungs-Linux-Cluster CHiC gehört auch ein 60-TeraByte Festplattenspeicher der Dresdner Firma Xiranet Communications, welcher in Kooperation mit der Chemnitzer Firma MEGWARE Computer GmbH geliefert wurde. "Für dieses Speichersubsystem des Computers kommt die Xiranet XAS1000-Serie mit Lustre als Cluster-Filesystem zum Einsatz. In Kombination mit der direkten Anbindung an das InfiniBand-Netzwerk werden mehr als 3,5 Gigabyte pro Sekunde auf den Festplattenspeicher transferiert. Damit können auch Anwendungen mit sehr hohen Ein- und Ausgabeanforderungen effizient ausgeführt werden", erläutert Mirko Benz, Geschäftsführer der Xiranet Communications GmbH.

Die Lieferung und der Aufbau der wassergekühlten Serverschränke nebst Infrastruktur sowie der lokale Zusammenbau und die Verkabelung aller Komponenten des Clusters erfolgten schließlich durch die Firma MEGWARE Computer GmbH. In 18 Serverschränken verbaute das Unternehmen innerhalb von 7.600 Arbeitsstunden 700 Geräte, verbunden durch 4.900 Kabel mit einer Gesamtlänge von etwa acht Kilometern. Der Cluster wuchs so zu einem Schwergewicht von insgesamt 21,6 Tonnen heran.

Erste Tests des CHiC Anfang Januar ergaben bereits eine Rechenleistung von mehr als 8 TeraFlops (diese Zahl mit zwölf Nullen bedeutet 8 * 1012 Additionen oder Multiplikationen pro Sekunde). "Das Ergebnis kann noch gesteigert werden", erklärt Frank Mietke, wissenschaftlicher Betreuer des CHiC-Projektes.

"Nur 520 der 538 Serverknoten waren bei unserem Test aktiv. Auch die Effizienz, die derzeit bei etwa 75 Prozent liegt, können wir sicher noch um etwa fünf Prozent erhöhen." Zufrieden sind die Chemnitzer Forscher jetzt schon: "Mit der gemessenen Leistung würde sich unser CHiC auf dem zuletzt im November 2006 veröffentlichten Index der 500 schnellsten Rechner der Welt etwa auf Platz 82 einreihen", erläutert Prof. Dr. Wolfgang Rehm, Projektleiter und Sprecher des CHiC-Konsortiums an der TU Chemnitz. Zum Vergleich: Ein herkömmlicher PC bietet aktuell etwa lediglich ein Tausendstel der Rechenleistung des Clusters.

Diese enormen Kapazitäten bedeuten für die Forschung innerhalb der Chemnitzer Universität große Vorteile. Das weiß auch Dr. Alexander Auer von der Juniorprofessur Theoretische Chemie: "Wenn ich Molekülstrukturen mit Berechnungen wirklich vorhersagen will, dann braucht eine ordentlich ausgestattete Workstation schon mal drei bis vier Monate", so der Wissenschaftler. "Mit dem CHiC wird das bald erheblich schneller gehen." Derzeit plant Dr. Auer vor allem bereits begonnene Forschungsvorhaben wie z.B. die Erschließung neuartiger Flüssigkristallmoleküle für LCD-Bildschirme mithilfe des Clusters zu beschleunigen und entsprechende Anwendungen seines Fachbereiches für das CHiC- System fit zu machen sowie neue zu erschließen.

Die Professur Konstruktionslehre der TU beschäftigt sich unter anderem mit der virtuellen Produktentwicklung. Sie nutzt den neuen Linux-Clusters für die Finite-Elemente-Simulation zum Betriebsverhalten und zur Schadensprognose von Maschinen- und Fahrzeugkomponenten, um beispielsweise Prototypen und Versuche an teuren Realteilen einzusparen. "Die hohe Leistungsfähigkeit des CHiC wird dabei nicht nur mehr Ergebnisse in kürzerer Zeit ermöglichen", so Prof. Dr. Erhard Leidich, Leiter der Professur. "Die neuen Kapazitäten ermöglichen auch die immer realistischere Abbildung der tatsächlichen physikalischen Gegebenheiten. Insbesondere kann von der isolierten Berechnung einzelner Bauteile zur Analyse ganzer Baugruppen übergegangen werden, was zu deutlich wirklichkeitsnäheren Resultaten führt."