Neuer Hochleistungsrechner an der TU
Am 10.07.2017 wurde Phoenix, der neue Hochleistungs-rechner der Technischen Universität Braunschweig, u.a. in Anwesenheit der niedersächsischen Wissenschaftsministerin und der Präsidentin der TU Braunschweig, offiziell eingeweiht. Die Fakultät für Maschinenbau und zehn Institute aus vier Fakultäten der TU haben sich im Rahmen eines von der DFG geförderten Projektes an der Finanzierung des Rechenclusters beteiligt. Er steht auf einer Fläche von 40 Quadratmetern in speziellen Server-Schränken im Maschi-nensaal des Gauß-IT-Zentrums am Campus Nord und besteht aus über 6.000 Prozessorkernen, welche auf über 300 Rechner verteilt sind. Der Arbeitsspeicher ist mit 24.576 GB RAM mehr als 3.000 Mal so groß wie der eines handelsüblichen Computers. Das System verfügt außerdem über 32 Hochleistungsgrafikkarten für spezielle Berechnungen. Die einzelnen Rechner sind intern über zwei Netzwerke miteinander verbunden, wovon eines mit 58 Gbit/s mehr als 50-mal schneller ist als das eines üblichen Arbeitsplatzrechners.
Der Punkt Sicherheit wird auch bei diesem Rechencluster großgeschrieben – und zwar in mehreren Bereichen. So führen bei der Netzanbindung voneinander unabhängige Glasfaserleitungen vom Cluster ins deutsche Forschungsnetz. Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung sichert zentrale Komponenten z.B. bei einem Stromausfall ab. Zudem sind kritische Hardware-Komponenten doppelt vorhanden und gleichzeitig in Betrieb. Bei einem Ausfall der Kühlung (Kühlpumpe) öffnen sich bestimmte Server-Schranktüren automatisch und Teile von Phoenix fahren selbstständig herunter, um die kostbare Hardware vor Hitzeschäden zu schützen. Rechner und Infrastruktur werden vom Gauß-IT-Zentrum und GB3 überwacht, so dass im Notfall auch nachts und am Wochenende reagiert werden kann.
Neben dem klimatisierten, geschützten Maschinensaal, in dem Phoenix untergebracht ist, ist natürlich auch die Sicherheit vor möglichen Angriffen aus dem Internet wichtig. Daher ist Phoenix nur aus dem Netz der Universität Braunschweig erreichbar und durch eine zusätzliche Firewall des Gauß-IT-Zentrums geschützt. Verschlüsselte Verbindungen zum Zugangsrechner des Clusters und die Zugriffssicherung über das Account Management des Gauß-IT-Zentrums runden das Paket ab.
Die Einsatzmöglichkeiten von Phoenix sind sehr vielfältig. Um die Rechenleistung effektiv zu nutzen, gibt es einen zusätzlichen Mitarbeiter im Gauß-IT-Zentrum, dessen Aufgabe die Unterstützung der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei der Entwicklung effizienter Algorithmen und Simulationen ist. So können Simulationen von Bränden in großen Gebäudekomplexen simuliert werden und die daraus gewonnen Erkenntnisse helfen mit, den Brandschutz zu verbessern, was letztlich Menschenleben retten kann. Auch die Simulation von Luftströmungen an Verkehrsflugzeugen, welche ebenfalls sehr aufwendig ist, kann mit Modellen durchgeführt werden. Damit ergeben sich Ansatzpunkte, um leisere und umweltfreundlichere Flugzeuge zu konstruieren. Weitere Einsatzgebiete finden sich in den Lebenswissenschaften, wie z.B. die Berechnung der Faltung von Proteinen zur Entwicklung neuer oder wirksamerer Medikamente. Auch die Verbesserung von Materialeigenschaften an Werkstoffen oder Kühlmitteln ist ein Einsatzfeld. Ebenso benötigt die Erforschung künstlicher Intelligenz viel Rechenleistung und Arbeitsspeicher. Daneben gibt es noch zahlreiche andere Anwendungsgebiete, was zeigt, wie wichtig Rechencluster wie Phoenix für die Wissenschaft sind.