Österreichischer Supercomputer kühlt mit Öl

4. Juli 2014, 12:53
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"Vienna Scientific Cluster" seit 2009 mehrfach ausgebaut - Leistung von 600 Teraflops

Wien - Mit ungefähr 600 Billionen Gleitkommaoperationen pro Sekunde (600 Teraflops) ist die dritte Ausbaustufe des "Vienna Scientific Cluster" (VSC), der VSC 3, der schnellste Forschungs-Hochleistungsrechner Österreichs. So beeindruckend das auch ist - die internationalen Giganten bewegen sich in anderen Dimensionen: So kommt der chinesische Supercomputer Tianhe-2 auf beinahe 34.000 Teraflops.

Von seinen Vorgängern unterscheidet sich der nun in Wien präsentierte VSC 3 auch durch sein energiesparendes Kühlsystem: Die über 32.000 Prozessoren liegen nämlich in Öl.

Die Anfänge

Der seit 2009 sukzessive ausgebaute Hochleistungsrechner-Verbund wird von der Universität Wien, der Technischen Universität (TU) Wien und der Universität für Bodenkultur (Boku) betrieben. Mit der aktuellen Ausbaustufe sind zusätzlich die Universität Innsbruck und der Universitäten-Cluster Süd, bestehend aus TU Graz, Uni Graz, Uni Klagenfurt und Montanuniversität Leoben, als Mitbetreiber an Bord gekommen.

Vor fünf Jahren ging mit dem VSC 1 der erste kooperative universitäre Hochleistungsrechner am Science Center der TU Wien am Wiener Arsenal in Betrieb. Mit Gesamt-Investitionskosten von rund zwei Mio. Euro wurden immerhin 35 Teraflops erreicht. Die zweite Ausbaustufe (VSC 2) wurde 2011 in Betrieb genommen. Bei einer Investitionssumme von 4,2 Mio. Euro konnte damals bereits mit 135 Teraflops gerechnet werden. Beim VSC 3 gelang es nun, diese Leistung nochmals ungefähr um das Vierfache zu erhöhen - und das bei im Vergleich zur Leistung deutlich niedrigerem Energieverbrauch, hieß es anlässlich der Präsentation am Standort des Rechners.

Das Kühlsystem

Statt einer energieaufwendigen Luftkühlung setzt man auf Kühlung mittels Paraffinöl, wie es auch in Kosmetikprodukten verwendet wird. Die Prozessoren liegen in Wannen, die mit insgesamt etwa 35 Tonnen Öl gefüllt sind. Aufgrund seiner besonders guten Wärmeleitungseigenschaften kann die beim Betrieb entstehende Hitze effizient wegtransportiert werden.

Das Ergebnis: Zum Betrieb von VSC 2 brauchte es noch 420 Kilowatt. Im Hinblick auf seine vierfache Rechenleistung nehmen sich dagegen die 540 Kilowatt, die der VSC 3 verbraucht, relativ bescheiden aus. Es handle sich um den leistungsstärksten Rechner im universitären Bereich, bei dem diese Kühltechnologie zur Anwendung kommt, hieß es seitens der Betreiber.

Die Möglichkeiten

Mit dem neuen Supercomputer könnten beispielsweise in nur einer Nanosekunde aus den Geschwindigkeiten und Reichweiten sämtlicher Pässe und Schüsse der gesamten Fußball-Weltmeisterschaft die dazugehörigen Abschusswinkel berechnet werden. "Man könnte also die Fußball-WM in Sekundenbruchteilen nachspielen", erklärte Johannes Fröhlich, Vizerektor für Forschung der TU Wien.

Derart hohe Rechenleistungen sind in vielen Forschungsgebieten gefragt: Von Simulationen aus dem Bereich der Materialwissenschaften über Fragestellungen der Teilchenphysik bis zur Berechnung komplexer Wettermodelle oder Modellen zur Hightech-Routenplanung reichen mögliche wissenschaftliche Anwendungen. Klar sei aber auch, dass es ständige Erneuerung der Infrastruktur brauche, wenn man im Bereich des Hochleistungsrechnens mitspielen wolle, so Fröhlich.

Und es muss weitergehen

Der VSC 3 sei aktuell "auf modernem Stand", so Wissenschaftsminister Reinhold Mitterlehner. Dass aber auch dieser Rechner bald wieder überholt sein wird, sei aufgrund der rasanten Weiterentwicklung in dem Bereich nur eine Frage der Zeit. Deshalb sei der weitere Ausbau des Clusters eine "absolute Notwendigkeit".

Dafür werde sein Ressort auch weiterhin Mittel zur Verfügung stellen. Seit Beginn des Großrechner-Projekts wurden vonseiten des Bundes insgesamt 26,4 Mio. Euro investiert. In der aktuellen, bis Ende 2015 laufenden Leistungsvereinbarungsperiode zwischen den Universitäten und dem Ministerium fließen alleine 11,5 Mio. Euro in Infrastruktur und Betrieb des VSC. (APA/red, derStandard.at, 4. 7. 2014)

  • Blick in den Rechnerraum des VSC 3.
    foto: tu wien/matthias heisler)

    Blick in den Rechnerraum des VSC 3.

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