Rekord bei verteilter Simulation

Einem US-Wissenschaftlerteam ist es gelungen, im Supercomputing-Bereich eine Barriere einzureißen: Sie nutzten über eine Million Rechenkerne, um komplexe Berechnungen auf dem Gebiet der Strömungslehre durchzuführen, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Die Maschine war der im vergangenen Jahr installierte Sequoia IBM Bluegene/Q am Lawrence-Livermore-Nationallabor (LLNL). Der Supercomputer besitzt insgesamt 1.572.864 Prozessoreinheiten und adressiert 1,6 Petabyte an Speicher.

Joseph Nichols vom Center for Turbulence Research an der Stanford University nutzte das System, um die Lärmentwicklung von Überschalljets zu modellieren. Dabei geht es darum, den Geräuschpegel von Flugzeugmotoren zu reduzieren sowie neue Triebwerkdesigns zu entwickeln, die grundsätzlich leiser sind. Simulationen sind hier eine gute Methode, um vorab Gestaltungsideen durchzuprobieren – doch sind sie mathematisch enorm komplex. Und genau hier half die siebenstellige Anzahl an Prozessorkernen.

"Die sich im Triebwerk ausbreitenden Wellen können nur mit Hilfe einer sorgsam orchestrierten Balance zwischen Algorithmen, Speichernutzung und Prozessorkommunikation simuliert werden", sagt Andrew Myers von Stanford Engineering. Dazu wurde das komplexe Problem durch Nichols und seine Kollegen zunächst in verschiedene Teilprobleme zerlegt, um sie dann auf die Infrastruktur zu verteilen. Das Team am LLNL sei sich anfangs gar nicht sicher gewesen, ob der Supercomputer mit einem solchen "Vollsystem-Scaling" überhaupt umgehen kann. Doch genau das funktionierte. Der Sequoia hat eine ganz spezielle Architektur: Seine Kerne sind anders vernetzt als traditionelle Systeme. Jeder Prozessor ist direkt mit zehn anderen Kernen verbunden und kann sich mit geringerer Latenz auch direkt mit weiter entfernt liegenden Prozessoreinheiten verbinden.

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(bsc)