High Performance Computing und All Flash Storage bei MTU Aero Engines

München, Starnberg, 21. März 2017 - Der hohe anwendungsseitige Bedarf nach Computing-Power verlangt nach skalierbaren und flexiblen Speichersystemen...

Zum Hintergrund: Die MTU Aero Engines AG ist Deutschlands führender Triebwerkshersteller. MTU-Bauteile kommen bei einem Drittel der weltweiten Verkehrsflugzeuge zum Einsatz. Im Bereich der zivilen Instandhaltung zählt das Unternehmen zu den Top 5 der weltweiten Dienstleister für Luftfahrtantriebe und Industriegasturbinen. Die Aktivitäten sind unter dem Dach der MTU Maintenance zusammengefasst. Auf dem militärischen Gebiet ist die MTU Aero Engines der Systempartner für fast alle Luftfahrtantriebe der Bundeswehr. Die MTU unterhält Standorte weltweit, Unternehmenssitz ist München.

Zur Historie: Die MTU Aero Engines arbeitet bereits seit 1998 im Storageumfeld mit NetApp zusammen. Im Jahre 2004 fand eine große konzeptionelle Umstellung statt, bei der alle SAN-Systeme durch Network Attached Storage (NAS) ersetzt wurden. Mittlerweile sind 27 NetApp-Speichersysteme im Einsatz sowie eine Vielzahl an Softwarelösungen. Anwenderkommentar Thomas Fähr, Leiter IT Service & Technik/Director Information Service & Technology, MTU: „Für mich ist NetApp eher ein Software- als ein Hardwarehersteller, denn die Kronjuwelen stecken zweifelsohne in ONTAP. Damit sind Snapshots schnell und ohne Performance-Einbußen möglich. Dank der Deduplizierung konnten wir beispielsweise unseren Speicherbedarf um 20 Prozent reduzieren“.

Insbesondere das High Performance Computing nimmt bei der MTU Aero Engines einen hohen Stellenwert ein, denn im Engineering-Bereich muss das Unternehmen sehr komplexe Simulationen durchführen; die Anforderungen aus den Fachbereichen nach Computing Power steigt dabei laut MTU stetig an. Zitat Herr Fähr: „Unser Anspruch ist es, mit unserem High Performance Cluster im Ranking auf jeden Fall in der Top 500-Liste der schnellsten Rechner weltweit zu stehen.“ Dies aber ist nur möglich, wenn auch die Storagesysteme dafür ausgelegt sind (balanced system).

Bislang hatte das Unternehmen in diesem Bereich eine selbstkonzipierte Lösung im Einsatz. Diese bestand aus einem SAN als Backend (für die Storage-Systeme) und aus Linux-Servern, die als NFS Fileserver sowohl für Performance-kritische Arbeitsbereiche als auch die großen CAE-Daten gedient haben. Anwenderkommentar: „Wir hatten große Probleme im Backup der CAE-Daten-Repositories wo sich mehrere hundert Terabyte Daten befinden. Die Fehlerquote für die Abbrüche war hier einfach viel zu hoch geworden“, sagt Fähr. „Gleichzeitig hat NetApp in diesem Bereich deutlich aufgerüstet und Multi-Node Cluster in ihr Portfolio aufgenommen.“

Höchste Leistung mit Flash

• Das hat dazu geführt, dass die MTU Aero Engines auch im High Performance Computing NetApp als Storage-Landschaft eingeführt hat und jetzt All Flash FAS-Systeme in einem skalierbaren Cluster mit mehreren Knoten für die Performance-kritischen Daten und weitere FAS-Systeme für die Daten-Repositories nutzt. Diese Umgebung kombiniert Flash-Performance mit großer Kapazität in einem einheitlichen Datenmanagement.

• Anwenderzitat: „Die neue Lösung erfüllt hinsichtlich der Performance voll und ganz unsere Anforderungen“, so Norbert Diehl, Chief Architect IT-Infrastructure bei der MTU Aero Engines und weiter: „Mittlerweile kommen wir aggregiert auf bis zu vier Gigabyte pro Sekunde an IO-Bandbreite und dies bei einer sehr geringen Latenz. Auch das Backup der CAE-Daten läuft zuverlässig jede Nacht, ohne dass es zu Performance-Beeinträchtigungen der Simulation kommt. Dabei greift der Triebwerkshersteller mit großen Linux-Clustern auf den Speicher zu, der etwa 750 Server und mehrere hundert Clients versorgt.“

Vorteile auf Grund der homogenen Architektur

• Die neue Lösung ermöglicht eine gesteigerte Parallelisierung der Simulationen und führt damit laut vorliegenden Angaben zu einer bis zu zwanzigfach kürzeren Durchlaufzeit. Basis hierfür sind die ONTAP Flash Essentials. Darüber hinaus ergibt sich mit der Deduplizierungstechnologie eine Reduzierung des Speicherbedarfs um 20%. Zukunftssicherheit ist durch die kalierbarkeit auf 24 Nodes und Möglichkeiten zum Verschieben von Workloads zwischen den Speicherklassen vor Ort gegeben.

• Mit Hilfe der Flash Performance verbessert sich die CPU-Auslastung der Linux-Server. Dadurch erzielt die MTU Aero Engines bis zu 50 Prozent Einsparungen bei den Server- und Software-Lizenzkosten. Auf Grund der unterbrechungsfreien horizontalen Skalierbarkeit und dem flexiblen Datenmanagement durch den Software-Defined Storage-Ansatz der NetApp-Systeme vermeidet das Unternehmen nach eigenen Angaben zudem Performance-Engpässe und aufwändige Upgrades.

„Wir sind sehr froh, dass wir alles auf NAS- basierten Storage gebracht haben“, so Norbert Diehl. „Denn dadurch können die Ingenieure auf die Daten von jedem beliebigen Ort aus zugreifen. Entweder auf die Server, auf denen die Simulationen laufen oder von ihren Desktops, von denen sie interaktiv die Daten auswerten oder Modellierungsarbeiten vornehmen.“ Auch hier profitiert das Unternehmen von der Flexibilität und der Skalierbarkeit. Und weiter: „Es gäbe sicherlich durchaus schnellere Lösungen in diesem Umfeld, aber dort würde man genau diese Flexibilität und Homogenität entsprechend verlieren und die Nachteile dadurch sind für uns wesentlich größer“.

Aufgrund dieser Vorteile setzt die MTU Aero Engines inzwischen auch neben den Engineering Files Services NetApp Storage für alle anderen Anwendungen ein – von Virtualisierung bis zu ERP-Systemen. Die NetApp-Speicherlösungen werden nicht nur an den MTU-Standorten in Deutschland eingesetzt, sondern auch in den USA, Polen und China.

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Abb. 1: OnCommand Unified / Performance Manager für NetApp ONTAP (Bildquelle: Hersteller)