Jacobs University Bremen setzt beim High Performance Computing auf Komplettlösung von Dell

Das neue Cluster im Computational Laboratory for Analysis, Modeling and Visualization (CLAMV) der Jacobs University Bremen hat die Engpässe der vormals genutzten HPC-Lösung überwunden und bietet zudem genügend Kapazitäten zur simultanen Bearbeitung von Forschungsprojekten

* Neue High-Performance-Computing-Lösung verachtfacht die Rechenleistung im Vergleich zur früheren Infrastruktur

* Die 64-Teraflop-Lösung optimiert und verkürzt die Laufzeit komplexer Forschungsprojekte drastisch

* Lösung bietet eine höhere Netzwerk-Performance und Flexibilität, um neue rechenintensive Simulationsmethoden zu nutzen

Die Forschung spielt eine entscheidende Rolle für die Universität, denn Studenten und Wissenschaftler suchen nach Lösungen für einige der drängendsten technologischen und sozialen Herausforderungen. Die Jacobs University Bremen betreibt aufwendige Berechnungen in den Natur- und Ingenieurwissenschaften. Wegen der ständig steigenden Bedeutung von Computersimulationen waren die vorhandenen Anlagen für das Hochleistungsrechnen jedoch vollständig ausgelastet und konnten mit der Entwicklung nicht mehr mithalten.

Um Engpässe zu beseitigen und gleichzeitig Kapazitäten für weitere Projekte bereitzustellen, entschloss sich die Hochschule, ein neues HPC-Cluster für komplexe Berechnungen, bestehend aus Servern, Storagesystemen und Networking-Lösungen von Dell, aufzubauen. Dell lieferte mit seinen Deployment-Services einen wichtigen Beitrag beim Aufbau der End-to-End-Lösung, die für die Herausforderungen der Zukunft und weiteres Wachstum gut gerüstet ist.

Ein Einsatzbereich der neuen HPC-Lösung ist der Forschungsschwerpunkt NanoFun der Jacobs University Bremen. Hier forschen Chemiker, Physiker und Elektrotechniker gemeinsam an neuen Werkstoffen. In der Arbeitsgruppe von Prof. Thomas Heine, Professor für Theoretische Physik an der Jacobs University Bremen, werden unter anderem Computersimulationen zu neuen Materialien für die Energieerzeugung und -speicherung durchgeführt. Auch im Bereich der rechnergestützten Biophysik ist der Bedarf an Computerressourcen groß. Neben der Fotosynthese beschäftigt sich die Gruppe von Prof. Ulrich Kleinekathöfer, Professor für Theoretische Physik, School of Engineering & Science an der Jacobs University, mit dem Transport durch Membranproteine. In einem von der EU und Pharmafirmen gemeinsam finanzierten Projekt wird erforscht, wie Antibiotikamoleküle besser in Bakterien eindringen können, um dort ihre Wirkung zu entfalten.

In Zusammenarbeit mit Dell ermittelten die Techniker der Universität die technischen Leistungsdaten der einzelnen Komponenten einer zukunftssicheren HPC-Lösung und konzipierten einen ersten Entwurf, um sicherzustellen, dass damit die angestrebten Geschäftsziele erreicht werden. Von entscheidender Bedeutung waren dabei die Erfahrungen von Dell aus zahlreichen anderen HPC-Projekten, beispielsweise mit der britischen University of Cambridge, die Dell als optimalen Technologiepartner für dieses Projekt qualifizierten. Beim Aufbau der Infrastruktur koordinierte Dell die Zusammenarbeit mit allen Lieferanten, etwa für das Kühlsystem, die Administrationssoftware oder des InfiniBand-Netzes. Damit war eine wichtige Voraussetzung für die erfolgreiche und termingerechte Umsetzung des Projektes geschaffen.

Die neue HPC-Cluster-Lösung bietet eine Rechenleistung von rund 64 Teraflops, während es die vormals genutzte Lösung auf lediglich 8 Teraflops brachte. Die zusätzlichen Kapazitäten des CLAMV für das wissenschaftliche Rechnen werden fachübergreifend genutzt und haben zu einer nochmaligen Verbesserung des Angebots in Lehre und Forschung geführt.

Die Infrastruktur besteht aus 55 Dell-PowerEdge-C6220-Servern (2) mit insgesamt 220 Rechenknoten. Die Server sind speziell für Hyperscale-Umgebungen konzipiert und können bis zu vier Rechenknoten auf zwei Höheneinheiten in einem Chassis aufnehmen. Die im Betrieb austauschbaren Knoten sind mit Intel-Xeon-Technologie ausgestattet, die HPC-gerechte Rechenleistungen bei niedrigerem Energieverbrauch liefert. Zudem umfasst die HPC-Cluster-Umgebung Dell-PowerEdge-R720-Verwaltungsknoten (3) und ein Dell-PowerEdge-C410x-Erweiterungsgehäuse (4) für die grafischen Prozessoreinheiten (GPUs). Die eingesetzten Dell-Storagesysteme bieten viel Speicherplatz, sind problemlos erweiterbar und unterstützen die Wachstumspläne der Universität. Zur Administration des gesamten Hochleistungsrechners verfügt die Lösung über ein separates Netzwerk bestehend aus Dell-Networking-6224- und -6248-GigaBit-Switches (5).

"Wir haben von Dell eine komplett schlüsselfertige Lösung erhalten, also genau das, was wir benötigten", sagt Dr. Achim Gelessus, Leiter des CLAMV der Jacobs University Bremen. "Dell war von der ersten Stunde an mit High-Performance-Computing-Experten an der Planung beteiligt und konnte mit einer Gesamtlösung, bestehend aus HPC-Hardware, Software zur Administration, Installation, umfassenden IT-Services und einer reibungslosen Projektleitung überzeugen."

"Viele Universitäten sind mit großen Datenmengen überfordert, dazu kommen die Anforderungen von Studenten, die einen schnellen Datenzugriff benötigen. Um eine qualitativ hochwertige Ausbildung sicherzustellen, haben wir eine zukunftsfähige Lösung entwickelt, welche die Anforderungen der Studenten erfüllt und eine gut ausgestattete Forschungseinrichtung bietet. Mit der neuen HPC-Lösung sind Nachwuchswissenschaftler und Forscher in der Lage, neue Erkenntnisse und Lösungen für die Probleme unserer Zeit zu finden", erläutert David Detweiler, EMEA Head of HPC Solutions Marketing bei Dell.