Karlsruhe, ISC / Starnberg, 14. Mai 2024 - HoreKa-Ausbau mit 88 Beschleuniger-Prozessoren vom Typ NVIDIA H100; bei 63 GigaFLOPS pro Watt nun weltweit auf Rang 6...
Zur Ankündigung: Der „Hochleistungsrechner Karlsruhe“ (HoreKa), der seit Juni 2021 am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) in Betrieb ist, zählt derzeit zu den schnellsten Rechnern Europas. Nach einem kürzlich erfolgten Upgrade belegt er jetzt außerdem Rang 6 in der halbjährlich erscheinenden Green500-Liste der energieeffizientesten Rechner der Welt. (1) Danach verbessert sich der Supercomputer um sieben Plätze im Vergleich zu 2021. Um diesen Spitzenwert zu erreichen, haben die Teams des SCC verschiedene weitere Parameter optimiert, wie etwa die maximale Leistungsaufnahme der Rechenbeschleuniger.
Neue Beschleunigerprozessoren mit hoher Effizienz
HoreKa ist ein Hybridsystem, das zum einen aus 668 Rechenbeschleunigern und zum anderen aus 60 000 handelsüblichen Standardprozessoren (CPUs) besteht. Diese beiden Bereiche, „HoreKa-Green“ und „HoreKa-Blue“, wurde vom KIT nun um „HoreKa-Teal“ erweitert. Mit den 88 neuen Beschleunigerprozessoren vom Typ NVIDIA H100 steigt laut vorliegenden Angaben die Leistung von HoreKa von 17 auf insgesamt mehr als 20 PetaFLOPS. Ein PetaFLOP entspricht dabei einer Leistung von einer Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde. Die Beschleuniger führen Berechnungen wesentlich energieeffizienter aus als bisher, da sie in einem weiterentwickelten Fertigungsprozess mit deutlich kleineren Strukturen hergestellt werden.
Mit einer speziellen Benchmark-Anwendung – dem High Performance LINPACK – wurde die Rechenleistung der neuen Beschleuniger gemessen. Dies ist notwendig, um HoreKa für die Liste der energieeffizientesten Rechner zu nominieren. In diesem Benchmark lösen die Recheneinheiten ein fest definiertes Gleichungssystem. Aus der dafür benötigten Zeit ergibt sich die Rechenleistung, aus der aufgenommenen Energie die Energieeffizienz. Mit den gemessenen 63 GigaFLOPS pro Watt belegt HoreKa danach nun weltweit Rang 6.
Optimierung verschiedener Parameter steigert Leistung
Um diesen Spitzenwert zu erreichen, haben die Teams des SCC verschiedene weitere Parameter optimiert, wie etwa die maximale Leistungsaufnahme der Rechenbeschleuniger. Kommentarauszug Simon Raffeiner, Technischer Leiter des Nationalen Hochleistungsrechenzentrums am KIT. „Wir haben hier über die Jahre viel Know-how aufgebaut und auch unsere Nutzenden dafür sensibilisiert. Am Ende zählt schließlich nicht die Energieeffizienz eines bestimmten Benchmarks, sondern alle Anwendungen, die tatsächlich auf dem System laufen, müssen so effizient wie möglich sein.“ Seit fast zehn Jahren setzt das KIT zudem auf eine effiziente Warmwasserkühlung bei seinen Hochleistungsrechnern.
Darüber hinaus unterstützt ein spezielles Team des SCC Forschende dabei, die Leistung und Energieeffizienz ihrer Berechnungen zu optimieren. Mit dem „Job-Performance Monitoring System“ können sie Laufzeitparameter ihrer Berechnungen wie den Energieverbrauch oder die Auslastung von CPU und GPU visualisieren und analysieren.
Abb.: Die neue HoreKa-Erweiterung „HoreKa-Teal“ (rechts) mit insgesamt 88 warmwassergekühlten Grafikbeschleunigerprozessoren steht neben dem im Juni 2021 in Betrieb genommenen Hochleistungsrechner Karlsruhe (im Hintergrund). (Foto: Markus Breig, KIT). Quelle / externe Links > https://www.kcist.kit.edu/deutsch/
(1) Green500 Project > https://top500.org/project/call-for-participation/
Kommentarauszug Professor Martin Frank, Direktor des Scientific Computing Center (SCC) des KIT: „Unser Hochleistungsrechner vereint verschiedenste Komponenten und erreicht eine extrem hohe Leistung bei Rechenoperationen, etwa beim Lösen von Gleichungssystemen oder beim Training von neuronalen Netzen in der Künstlichen Intelligenz. Effiziente Kühlung, intelligente Stromverwaltung und optimierte Hardwarearchitekturen tragen dazu bei, den Energieverbrauch zu minimieren und die Nachhaltigkeit in der Wissenschaft zu fördern.“
Querverweis:
Unser Beitrag > Grüne Rechenzentren – überhaupt ein realistischer Ansatz in Zeiten der Energiekrise?
Unser Beitrag > Fragen und Antworten für Rechenzentrumsbetreiber zum neuen Energieeffizienzgesetz (EnEfG)
Unser Beitrag > Künstliche Intelligenz, Energiemanagement und die Forderungen nach mehr Nachhaltigkeit