SGI gibt bekannt, dass das Institut für Werkstoffmechanik (IWM) der Fraunhofer-Gesellschaft (FhG) in Freiburg für extrem aufwendige Aufgaben des High-Performance-Computings (HPC) ein Shared-Memory-System ´Altix 350´ nutzt - und der nun seit ¾ Jahr im Einsatz befindlichen SGI-Plattform beim Ringen um neue Forschungserkenntnisse ein hohes Maß an Produktivität bescheinigt. Das System bietet die Parallelverarbeitungsleistung von 16 Intel®-Itanium®2-Prozessoren in einem einheitlich adressierbaren, 32 GB großen Hauptspeicher - und erschließt den Anwendern eine flexibel und relativ einfach nutzbare 64-Bit-Linux-Umgebung, mit der sie auf den Gebieten Werkstofftechnik, Crash-Simulation und Lebensdauervorhersage herausfordernde Berechnungsjobs durchführen.
Die Wissenschaftler am Fraunhofer IWM erforschen, was sich im Innern belasteter Werkstoffe abspielt, suchen nach Erkenntnissen, auf deren Basis sie Schwachstellen wie Risse, Fehler und Poren verstehen - und diese für industrielle Zwecke auch beeinflussen können. Das Modellieren und Simulieren von Werkstoffen und Bauteilen, sowie Technologien, welche die Mechanismen in Grenz- und Oberflächen beleuchten, sind Kernkompetenzen in Freiburg. Mittels aufwendiger Simulationen versucht man z.B., der Materialverformung durch Biegen auf den Grund zu gehen oder den komplexen Sinterprozess beim Herstellen technischer Keramik zu optimieren, so dass bei der Nachbearbeitung weniger Aufwand und Kosten anfallen.
64-Bit-Leistung für FEM-Durchsatz
Beim Streben nach neuen Erkenntnissen setzen die Forscher eine ganze Reihe von 32-Bit Linux-Clustersystemen ein. Besonders umfangreiche Berechnungen mit FEM-Applikationen (Finite-Elemente-Methoden) erforderten jedoch die Leistung eines leistungsfähigeren und vielseitiger einsetzbaren HPC-Systems, weshalb sich das Institut für die Anschaffung des SGI-Altix-Servers entschied. Rechenzentrumsleiter Franz Doll: "Die Anforderungen – höchster Durchsatz bei der Nutzung einzelner CPUs, hohe Leistung beim Parallelbetrieb sowie einfache Verwaltung – das konnte SGI zu einem überzeugenden Preis/Leistungsverhältnis bieten."
Shared-Memory-Konzept erlaubt große Speicherblöcke pro CPU
Die Shared-Memory-Architektur erlaubt, die Rechenaufgaben nicht nur zu parallelisieren, sie gestattet auch, den Speicherbedarf dynamisch, je nach aktueller Anforderung, aus der kompletten installierten Memory-Ressource heraus zuzuordnen. Ein Cluster, unterstreicht Doll, könne zwar bei der Parallelisierung mithalten, sein maximal nutzbarer Arbeitsspeicher aber sei eben auf das lokale RAM im jeweiligen Knoten beschränkt. "Weiterer Vorteil der Altix ist, dass sie sich Benutzern wie Administratoren in einem ´Single-System-Image´ (SSI) präsentiert, also wie ein einzelner großer Server ansprech- und verwaltbar ist. Bei einem Linux-Cluster ist das entweder gar nicht oder nur mit teurer Zusatzsoftware möglich, die nicht von jeder Anwendung unterstützt wird.“ Ein zusätzlicher Grund, der bei der Anschaffung zugunsten des Shared-Memory-Systems sprach: Die Hauptanwendung des IWM, die FEM-Software ABAQUS, ist auf Clustern nicht parallelisiert lauffähig.
Leistungswerte überzeugen
Das IWM nutzt den Altix-Server für verschiedenste Berechnungen und in unterschiedlichen Konfigurationen. Viele ihrer tag-täglichen Jobs lassen die Anwender auf nur einer CPU laufen, die sich dafür aber mit sehr großen Blöcken aus dem Arbeitsspeicher eindecken kann. Bei sehr aufwändigen Jobs wiederum greifen die Benutzer auf Parallelbetrieb zurück. Die realisierten Leistungswerte sprechen für sich. So konnte man mit in-house entwickelten Anwendungen auf der SGI Altix 350 bis zu 20% bessere Ergebnisse erzielen als mit Vergleichssystemen, die auf Dual-Xeon-Knoten aufbauen.
Von den in der SGI-Maschine implementierten Parallelverarbeitungsfähigkeiten ist man am Fraunhofer IWM begeistert. SGI´s lange Erfahrung auf diesem Gebiet zeigt sich in der schnellen und flexiblen Konfigurierbarkeit des Servers und seiner einfachen Verwaltung. Und da das IWM bereits eine größere Anzahl Linux-basierter Systeme einsetzt, fügt sich die Altix 350 auch nahtlos in die Administration des Rechnerpools ein.
Richtige Entscheidung getroffen
Ein Fazit nach knapp einem Jahr Produktiveinsatz zu ziehen, ist für Franz Doll relativ einfach: "Die hohe Leistung bei den Berechnungen sowie die geschickt implementierte Parallelität kommt sehr gut an bei unseren Benutzern. Sie wollen am liebsten noch mehr davon.“
Dem CPU-Durchsatz der Itanium2-Prozessoren bescheinigt der RZ-Chef Spitzenwerte, die Verwaltung des Servers nimmt aufgrund das SSI-Konzepts nur wenig Zeit in Anspruch. Und durch die feinkörnige modulare Ausbaubarkeit lässt sich die SGI Altix 350 an zukünftig steigende Anforderungen - etwa in puncto mehr Arbeitsspeicher - weiter anpassen.
Das Fraunhofer IWM
betreibt projektbasierte, marktorientierte Forschung und Entwicklung mit Industriepartnern sowie anwendungsorientierte Grundlagenforschung in der Werkstoffmechanik. Das Institut hat ca. 180 Mitarbeiter, der Haushalt beträgt 13 Mio €..
Die Wissenschaftler am Fraunhofer IWM erforschen, was sich im Innern belasteter Werkstoffe abspielt, suchen nach Erkenntnissen, auf deren Basis sie Schwachstellen wie Risse, Fehler und Poren verstehen - und diese für industrielle Zwecke auch beeinflussen können. Das Modellieren und Simulieren von Werkstoffen und Bauteilen, sowie Technologien, welche die Mechanismen in Grenz- und Oberflächen beleuchten, sind Kernkompetenzen in Freiburg. Mittels aufwendiger Simulationen versucht man z.B., der Materialverformung durch Biegen auf den Grund zu gehen oder den komplexen Sinterprozess beim Herstellen technischer Keramik zu optimieren, so dass bei der Nachbearbeitung weniger Aufwand und Kosten anfallen.
64-Bit-Leistung für FEM-Durchsatz
Beim Streben nach neuen Erkenntnissen setzen die Forscher eine ganze Reihe von 32-Bit Linux-Clustersystemen ein. Besonders umfangreiche Berechnungen mit FEM-Applikationen (Finite-Elemente-Methoden) erforderten jedoch die Leistung eines leistungsfähigeren und vielseitiger einsetzbaren HPC-Systems, weshalb sich das Institut für die Anschaffung des SGI-Altix-Servers entschied. Rechenzentrumsleiter Franz Doll: "Die Anforderungen – höchster Durchsatz bei der Nutzung einzelner CPUs, hohe Leistung beim Parallelbetrieb sowie einfache Verwaltung – das konnte SGI zu einem überzeugenden Preis/Leistungsverhältnis bieten."
Shared-Memory-Konzept erlaubt große Speicherblöcke pro CPU
Die Shared-Memory-Architektur erlaubt, die Rechenaufgaben nicht nur zu parallelisieren, sie gestattet auch, den Speicherbedarf dynamisch, je nach aktueller Anforderung, aus der kompletten installierten Memory-Ressource heraus zuzuordnen. Ein Cluster, unterstreicht Doll, könne zwar bei der Parallelisierung mithalten, sein maximal nutzbarer Arbeitsspeicher aber sei eben auf das lokale RAM im jeweiligen Knoten beschränkt. "Weiterer Vorteil der Altix ist, dass sie sich Benutzern wie Administratoren in einem ´Single-System-Image´ (SSI) präsentiert, also wie ein einzelner großer Server ansprech- und verwaltbar ist. Bei einem Linux-Cluster ist das entweder gar nicht oder nur mit teurer Zusatzsoftware möglich, die nicht von jeder Anwendung unterstützt wird.“ Ein zusätzlicher Grund, der bei der Anschaffung zugunsten des Shared-Memory-Systems sprach: Die Hauptanwendung des IWM, die FEM-Software ABAQUS, ist auf Clustern nicht parallelisiert lauffähig.
Leistungswerte überzeugen
Das IWM nutzt den Altix-Server für verschiedenste Berechnungen und in unterschiedlichen Konfigurationen. Viele ihrer tag-täglichen Jobs lassen die Anwender auf nur einer CPU laufen, die sich dafür aber mit sehr großen Blöcken aus dem Arbeitsspeicher eindecken kann. Bei sehr aufwändigen Jobs wiederum greifen die Benutzer auf Parallelbetrieb zurück. Die realisierten Leistungswerte sprechen für sich. So konnte man mit in-house entwickelten Anwendungen auf der SGI Altix 350 bis zu 20% bessere Ergebnisse erzielen als mit Vergleichssystemen, die auf Dual-Xeon-Knoten aufbauen.
Von den in der SGI-Maschine implementierten Parallelverarbeitungsfähigkeiten ist man am Fraunhofer IWM begeistert. SGI´s lange Erfahrung auf diesem Gebiet zeigt sich in der schnellen und flexiblen Konfigurierbarkeit des Servers und seiner einfachen Verwaltung. Und da das IWM bereits eine größere Anzahl Linux-basierter Systeme einsetzt, fügt sich die Altix 350 auch nahtlos in die Administration des Rechnerpools ein.
Richtige Entscheidung getroffen
Ein Fazit nach knapp einem Jahr Produktiveinsatz zu ziehen, ist für Franz Doll relativ einfach: "Die hohe Leistung bei den Berechnungen sowie die geschickt implementierte Parallelität kommt sehr gut an bei unseren Benutzern. Sie wollen am liebsten noch mehr davon.“
Dem CPU-Durchsatz der Itanium2-Prozessoren bescheinigt der RZ-Chef Spitzenwerte, die Verwaltung des Servers nimmt aufgrund das SSI-Konzepts nur wenig Zeit in Anspruch. Und durch die feinkörnige modulare Ausbaubarkeit lässt sich die SGI Altix 350 an zukünftig steigende Anforderungen - etwa in puncto mehr Arbeitsspeicher - weiter anpassen.
Das Fraunhofer IWM
betreibt projektbasierte, marktorientierte Forschung und Entwicklung mit Industriepartnern sowie anwendungsorientierte Grundlagenforschung in der Werkstoffmechanik. Das Institut hat ca. 180 Mitarbeiter, der Haushalt beträgt 13 Mio €..
