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JUBL IBM Blue Gene/L im Forschungszentrum Jülich

JUBL IBM Blue Gene/L im Forschungszentrum Jülich. Auf dem Weg zum Peta-Computer in Europa Prof. Dr. Dr. Thomas Lippert Forschungszentrum Jülich. JUBL Jülicher Blue Gene/L. 16384 Prozessoren 45.6 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde. = 45.6 Teraflop/s.

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JUBL IBM Blue Gene/L im Forschungszentrum Jülich

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Presentation Transcript

  1. JUBLIBM Blue Gene/L im Forschungszentrum Jülich Auf dem Weg zum Peta-Computer in Europa Prof. Dr. Dr. Thomas LippertForschungszentrum Jülich

  2. Thomas Lippert

  3. Thomas Lippert

  4. JUBLJülicher Blue Gene/L 16384 Prozessoren 45.6 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde = 45.6 Teraflop/s Platz 1 aller Rechner in Europa Thomas Lippert

  5. IBM Blue Gene-Philosophie Paradigmenwechsel im Supercomputing Unser Gehirn • niedrige Frequenz • hochparallel • kompakt • geringe Abwärme Kompakt, da Licht nur ca. 40 cm pro Takt schafft Blue Gene-Prinzip: • kleine Frequenz verringert Abwärme ( f2) • gigantische Leistung ( f) mit tausenden von synchronisierten Prozessoren Quellen: Ray Kurzweil, Hans Moravec Thomas Lippert

  6. JUBL= 8 Racks = 16348 CPUs Rack = 2048 CPUs 45.6 Teraflop/s Node Book = 64 CPUs 5.6 Teraflop/s Card = 4 CPUs 180 Gigaflop/s Node = 2 CPUs 11.2 Gigaflop/s 5.6 Gigaflop/s Blue Gene/L-ArchitekturEin Konzept für Peta-Computing? Blue Gene /L: Parallelcomputing an der Spitze des technisch Möglichen Blue Gene /P: Petaflop/s bis 2008 1 Billiarde Operationen pro Sekunde Thomas Lippert

  7. Helmholtz-GemeinschaftZukunftsgestaltung für unsere Gesellschaft JUBL ist zentraler Bestandteil des neuen Helmholtz-Supercomputer- und Grid-Konzeptes Lösung von “Grand Challenges” Erforschung von Systemen größter Komplexität Bereitstellung von Schlüsseltechnologien Supercomputer Thomas Lippert

  8. Energie Energieerzeugung der Zukunft Gesundheit Bio- und Neuro- wissenschaften Information Nanoelektronische Elemente und Systeme Umwelt Bio-Geo- Systeme FZJGrand Challenges und Supercomputing Wissenschaftliches Rechnen Physik Physik der kondensierten Materie Thomas Lippert

  9. John von Neumann-Institut für Computing • Fakten • Erstes deutsches Höchstleistungsrechenzentrum (seit 1987) und größtes Zentrum der Computational Science in Europa • Etwa 200 Gruppen aus Deutschlands und Europas Universitäten und Forschungsinstituten rechnen am NIC • Vertragspartner: DESY, GSI. FZJ • Aufgaben des NIC • Internationale Begutachtung zur Vergabe der Rechenzeit • Unterstützung der Nutzer auf Weltklasse-Niveau • Sommerstudentenprogramme, Kurse, Workshops, Konferenzen • Einrichtung und Betrieb der Supercomputer-Großgeräte • Aufbau Helmholtz- und D-Grid (e-Science-Initiative des BMBF) Thomas Lippert

  10. Energie Nachhaltigkeit Energie Plasmaphysik Astrophysik Kosmologie Astrophysik Kosmologie Bandbreite der Simulationsprojekte am NIC Biophysik Gesundheit Superstrings und fundamentale Theorien Geophysik Klima Umwelt Technik Teilchenphysik Struktur der Materie Materialwissenschaft Chemie Thomas Lippert

  11. Vom Atom zur NanostrukturMaterialwissenschaft am FZJ • Jede neue Stufe der Computerentwicklung führt zu neuem Erkenntnissprung • GMR: Gigantischer Magnetwiderstandseffekt (FZJ) heute in jeder Festplatte! • Kolossaler MR wird nun auf JUBL berechenbar! •  Festplatte der Zukunft 2001: 4 AT/unit cell 1982: 1 AT/unit cell 1988: 2 AT/unit cell 2006: 15 AT/unit cell Dr. Eva Pavarini, Dr. Erik Koch Prof. Stefan Blügel et al. (FZJ) Thomas Lippert

  12. Untersuchungen und Fragen: Simulation: Ozonverlust in der Stratosphäre Mit welcher Rate ändert sich das Klima? Inwieweit beeinflusst der Mensch das Klima? Ozonloch auch über der Arktis? Wie groß ist die Gefahr für Europa? Welchen Einfluss hat die Nutzung von Land? Wie interagiert die atmosphärische Chemie mit dem Klima (z.B. FCKW)? Genauigkeit wird durch JUBL potenziert Simulation der OzonschichtAtmosphären- und Klimaforschung am FZJ Prof. Martin Riese et al. (FZJ), Prof. Andreas Wahner (FZJ) Thomas Lippert

  13. Laser-beschleunigte ProtonenLaser-Plasma-Simulation am FZJ Petawatt-Laser 10 Milliarden Grad heiße Elektronen Tumorbehandlung Fusion Teilchenbeschleuniger Prof. Paul Gibbon, FZJ Thomas Lippert

  14. GrundwasserverschmutzungGeophysik am FZJ Prof. Harry Vereecken, FZJ Thomas Lippert

  15. Vom Protein zur ZelleBiophysik am FZJ Verständnis von Proteinen und Zellen JUBL  Großprojekt “Blue Cell”  Petaflop/s • Reaktionsnetzwerke von Biomolekülen • in der Zelle (Systembiologie) • Fehlfaltung von Proteinen (Alzheimer) • Transport von Proteinen durch Membranen • Docking Prof. Uli Hansmann (FZJ), Dr. A. Baumgärtner (FZJ) Thomas Lippert

  16. Bedarf in Deutschland(Angaben in Teraflop/s) Quelle: A.Bode, W. Hillebrandt und Th. Lippert: Studie „Petaflop-Computing mit Standort Deutschland im europäischen Forschungsraum“ für das BMBF (2005) Thomas Lippert

  17. Topical Center GridKa SL Geosphere SL QCD Topical Center AWI Topical Center DESY/NIC SL Nanoscience + Molecular Materials SL Neuroscience Topical Center GSI/NIC Topical Center ICG/FZJ SL Biology Topical Center IFF/FZJ Topical Center IME/FZJ Topical Center NIC Das integrierte Helmholtz-Konzept(Ausbau 2007) John von Neumann-Institut (NIC) General Purpose Rechner >50 Teraflop/s Hochskalierender Rechner >250 Teraflop/s Multi- Gigabit Backend Network Globales File-System Multi-PetaByte Band-Archiv Teams NIC Support Super Computing … Simulation Laboratories (SL) Thomas Lippert

  18. A und O:Starke und verlässliche Partner Kooperation mit IBM Böblingen ParTec GmbH München PathScale Inc. USA FZ-Jülich General Purpose-System (GP) • Große Breite, komplexe Aufgaben •  SMP und PC-Cluster Hochskalierendes System (HS) • Grand Challenges •  Blue Gene/L, Blue Gene/P Array-Prozessor-System (AP) • Innovative Zukunftstechnologien •  Cell-Processor, FPGAs, GPUs Kooperation mit IBM Watson Research Centre in Yorktown Heights FZJ will Mitglied des Cell-Konsortiums werden. Bau eines Cell-basierten Superrechners FZJ, IBM, Universitäten Thomas Lippert

  19. Richtung Europa: DEISA & HPCEUR • Wettbewerb aufnehmen mit USA, Japan und China •  Kooperation zwischen England, Frankreich, Deutschland, Niederlande, Finnland und Italien • Ziel: Mehrere Petaflop-Zentren in Europa bis 2009 • Kern der e-Infrastruktur in EU • Kooperationsmodell: DEISA Thomas Lippert

  20. Zukunft des NIC:Auf dem Weg zum europäischen Zentrum • 1. Schritt: Anfang 2006 Realisierung eines dualen Rechnerkonzeptes • Hochskalierendes System (HS) mit 45 Teraflop/s – JUBL • General-Purpose-System (GP) mit 9 Teraflop/s – JUMP  leistungsstärkstes und flexibelstes Zentrum in Europa • 2. Schritt Mitte 2007 Ausbau des dualen Rechnerkonzeptes • 250 Teraflop/s HS • 50 Teraflop/s GP  Deutschland bleibt mit NIC in Führung in Europa • 3. Schritt 2009/10 Europäischer Ausbau des NIC • 2 Petaflop/s HS • 400 Teraflop/s GP  Die führenden Experten Europas sollen in Deutschland rechnen! Beste Voraussetzungen, ein europäisches Zentrum nach Deutschland zu holen Thomas Lippert

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