Nach über einem Jahr Bauzeit war es am Freitag, den 30. Juli 2021 endlich so weit: Der Hochleistungsrechner HoreKa wurde am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) offiziell eingeweiht und der Wissenschaft übergeben.
Der „Hochleistungsrechner Karlsruhe“ am Steinbuch Centre for Computing (SCC) des KIT - kurz „HoreKa“ - steht ab sofort Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus ganz Deutschland zur Verfügung. Er kann eine Rechenleistung von bis zu 17 PetaFLOPS, also 17 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde, erbringen. HoreKa ist mit einer Beschaffungssumme von 15 Millionen Euro nicht nur der größte Auftrag in der Firmengeschichte der pro-com DATENSYSTEME GmbH, sondern setzt auch in Sachen Performance und Energieeffizienz neue Maßstäbe. Der Superrechner zählt nicht nur zu den 15 schnellsten Rechnern Europas, sondern schaffte es auch auf der „Green500“-Liste der energieeffizientesten Supercomputer weltweit sogar auf den 13. Platz.
Dies wird unter anderem durch die sehr energieeffiziente Heißwasserkühlung möglich, mit der HoreKa mit minimalem Energieeinsatz ganzjährig gekühlt werden kann und gleichzeitig in den kalten Jahreszeiten die Räume des Gebäudes mit seiner Abwärme beheizt. Der Superrechner ist ein innovatives Hybridsystem und besteht aus zwei Komponenten: „Horeka Blue“ bildet den Bereich mit Standardprozessoren (CPUs), wo insgesamt fast 60.000 Intel Xeon "Ice Lake" Prozessorkerne zum Einsatz kommen, während „HoreKa Green“ den Bereich mit 668 NVDIA A100 Grafikprozessoren (GPUs) umfasst. Die GPUs erreichen bei bestimmten, in der Wissenschaft sehr entscheidenden Berechnungen, wie etwa der Simulation von Neuronalen Netzen oder der Lösung von komplexen Gleichungssystemen, eine extrem hohe Leistung. Für andere Operationen sind hingegen die Standardprozessoren von Intel deutlich besser geeignet.
„Die Stärken beider Architekturen werden geschickt kombiniert und so ein Maximum an Leistungsfähigkeit erreicht“, so Dr. Jennifer Buchmüller, Leiterin des Bereichs High Performance Computing am KIT. „Je schneller Hochleistungsrechner mathematische Gleichungen lösen und Daten verarbeiten, desto detailreicher und zuverlässiger werden die Simulationen, die damit betrachtet werden können. Das gilt für in der Energie- und Klimaforschung genauso wie für die Forschung für die nachhaltige Mobilität, aber auch für die Materialwissenschaften und die Medizin.“
Ein zentraler Gesichtspunkt bei der Auslegung des Systems waren auch die enormen Datenmengen, welche bei wissenschaftlichen Forschungsprojekten anfallen. Das Kommunikationsnetzwerk von HoreKa bildet ein non-blocking NVIDIA Mellanox InfiniBand-HDR-Netzwerk mit 200 GBit/s pro Port, während die Datenablage durch zwei parallele Spectrum-Scale-Dateisysteme mit einer Gesamtkapazität von mehr als 15 Petabyte realisiert wurde. Eine mehrstufige Datenhaltung soll zusätzlich die Weiterverarbeitung auf externen Speichersystemen mit hohem Durchsatz garantieren. HoreKa ist z.B. mit bis zu 45 GByte/s Datenrate an die „Large Scale Data Facility“ (LSDF) des SCC angebunden.
„Wir freuen uns sehr, dass wir dieses System gemeinsam mit unseren Partnern pünktlich in Betrieb nehmen und an die Nutzenden übergeben durften“, so Oliver Kill, einer der Geschäftsführer von pro-com und Projektleiter für HoreKa. „Die Komponenten für den Supercomputer stammen von Lenovo, wir von pro-com haben die Planung des neuen Superrechners, die Koordination der Logistik, die Integration und Installation der Komponenten übernommen. Zudem werden wir in den in den nächsten Jahren für die zuverlässige Wartung der Hardwarekomponenten und der Software der beiden Spectrum-Scale-Dateisysteme sorgen.“
Weitere Informationen zu HoreKa finden Sie unter https://www.scc.kit.edu/dienste/horeka.php