05 2011

Digital Engineering Magazin 2011/05

Liebe Leser,

anlässlich der 26. International Supercomputing Conference, die vom 19. bis 23. Juni in Hamburg stattfindet, präsentieren wir Ihnen in dieser Ausgabe einen umfangreichen Schwerpunkt zum Thema „High Performance Computing (HPC)“. Wenn performante Anwendungen wie komplexe Simulationen, Finite-Elemente-Berechnungen, High-End-Rendering und Echtzeit-Raytracing im Mittelpunkt stehen, geht kein Weg an leistungsfähigen HPC-Systemen vorbei. Dabei setzte man früher fast ausschließlich auf die Rechenleistung von Hauptprozessoren, die über möglichst mehrere Rechenkerne verfügen. Wesentlich effektiver für das Hochleistungscomputing sind aber moderne Grafikprozessoren (GPUs), bei denen mehrere hundert Rechenkerne zum Einsatz kommen. Der aktuelle Hauptprozessor Intel Xeon 5600 arbeiten hingegen nur mit sechs
Rechenkernen, die die zahlreichen Rechenaufgaben erledigen müssen. Die 500 Rechenkerne des Grafikprozessors dagegen sind auf bestimmte Rechenvorgänge spezialisiert. Somit lassen sich die Berechnungen auf dem Grafikprozessor stark parallelisieren und um ein Vielfaches schneller durchführen, als dies mit der CPU möglich wäre. Es ergeben sich vielfältige Möglichkeiten, GPU-basierende Cluster aufzubauen. In einem größeren Serversystem lassen sich aktuell bis zu acht GPU-Karten integrieren. Für kompaktere Maschinen eignen sich Interface-Karten, die über eine externe PCI-Express-Verbindung mit den GPU-Einheiten verbunden werden. Für die Kommunikation zwischen den einzelnen Knoten eines Clusters kommen Infiniband oder 10-GByte-Ethernet-Verbindungen in Frage.

Derzeit weit verbreitete GPU-Karten sind die Tesla-Karten von Nvidia mit um die 500 Rechenkernen. Die Rechenleistung liegt bei einer Tesla-Karte bei rund 1.000 Gigaflop pro Sekunde, im Vergleich dazu kann ein aktueller Intel-Core-i7-Prozessor mit 3,33 GHz etwa 80 Gigaflop pro Sekunde berechnen. Sie sehen, GPU-Computing eignet sich hervorragend für leistungshungrige Berechnungen und besitzt darüber hinaus auch ein attraktives Preis-Leistungsverhältnis.

Neben dem GPU-Computing ist auch das Thema „Cloud Computing & HPC“ ein wichtiger Programmpunkt auf der ISC 2011. High Performance Computing innerhalb einer Cloud-Umgebung wird für viele Nutzer immer attraktiver, da die Computer-Auslastung maximiert werden kann und die Verfügbarkeit des Supercomputers für den einzelnen leistungshungrigen Anwender leichter zu organisieren ist. Mehr zum Thema HPC finden Sie im Heft auf den Seiten 18 bis 27.

Rainer Trummer, Chefredakteur

rt@win-verlag.de

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