Letzten Sommer transportierten drei Lastwagen eine außergewöhnliche Fracht durch den Norden Englands. Über 150 Meilen hinweg waren fast 500 Computer einzeln in Bettdecken gepackt, um sie zu schützen.
Diese Maschinen waren zuvor Teil eines 13 Tonnen schweren Supercomputers in Cheshire und zogen nun in ihr neues Domizil an der Durham University um. Nach Monaten präziser Installation ist dieser recycelte Supercomputer zu einer der leistungsstärksten Rechenanlagen Großbritanniens für die astronomische Forschung avanciert.
Mit 4,3 Petabyte Speicher erreicht er etwa ein Zehntel der Kapazität des schnellsten britischen Supercomputers (Cray XC40 des Met Office) und bietet eine Rechenleistung von 166 TeraFlops im Vergleich zu Crays rund 7.000 TeraFlops.
Lydia Heck, die seit 30 Jahren die Computer am Institute of Computational Cosmology in Durham betreut, betont: Die Zusammenstellung war ein Gemeinschaftsprojekt. Forscher, Studenten und Professoren halfen freiwillig mit, indem sie alte Durham-Geräte mit den transportierten Computern kombinierten.
Dazu gehörten das Entfernen von 2.400 Festplatten aus acht Racks, eine Neuinstallation und wochenlange Fehlersuche.
Warum Supercomputer unverzichtbar sind
Supercomputer treiben die wissenschaftliche Forschung voran, da immer mächtigere Maschinen Tausende Berechnungen pro Sekunde ermöglichen. Astronomie, Chemie, Biologie und Wettervorhersage profitieren davon. Im Gegensatz zu normalen PCs, die Aufgaben sequentiell abarbeiten, nutzen sie Parallelverarbeitung.
Sie lösen komplexe, oft exponentiell wachsende Probleme: Jeder zusätzliche Parameter verdoppelt den Rechenbedarf. In der Astronomie war Rechenleistung lange limitierend – erst bessere Supercomputer klärten, ob das Sonnensystem chaotisch ist.
Upcycling-Superkräfte
Durhams „Upcycling“-Supercomputer trägt nun zum nationalen DiRAC-Programm bei, das sich auf Teilchenphysik, Astronomie und Kosmologie konzentriert. Er führt Codes für Forschung in diesen Bereichen aus. Wissenschaftler bundesweit können Rechenzeit beantragen; der Zugriff erfolgt weltweit.
Der Betrieb erfordert USV, Wasser- und Luftkühlung sowie Dieselgeneratoren als Backup. Im Earth-Sciences-Gebäude spürt man sofort Hitze und Lärm: „Mehr als 500 Computer schreien hier“, sagt Heck. Stellen Sie sich die Wärme Ihres PCs mal mit 500 multipliziert vor.
Auf dem Dach lagern Stickstoffdosen im Wert von 150.000 £ für Brände – Wasser reicht nicht, daher wird Sauerstoff verdrängt.
Nebenan steht der „kleine Bruder“ mit 200 Computern, der schrittweise abgeschaltet wird. Bei Ausfällen wird nicht repariert, sondern ersetzt.
Siehe auch: China ist die Supercomputer-Hauptstadt der Welt. Die Zukunft von Supercomputern könnte von „magischem Staub“ aus Licht und Materie angetrieben werden.
Einige Codes laufen Millionen Stunden; Stromausfälle sind tabu. Generatoren sichern die Versorgung. „Letztes Jahr mussten wir sie mehrmals nutzen“, erzählt Heck, „aber dieses Jahr seltener – sie sind laut und riechen!“
Das DiRAC-System wurde durch COSMA6 erweitert: 8.000 Intel Sandy Bridge-Kerne und 4,3 Petabyte Speicher sichern die Wettbewerbsfähigkeit für 12 Monate ab April.
„Dieses HPC-System beweist die Expertise aller Beteiligten, die einen gebrauchten Cluster reaktivierten und erweiterten“, sagt Julian Fielden von OCF. „Wir freuen uns über die Zusammenarbeit mit Durham.“
Ohne Heck wäre es nicht möglich. Ihre Leidenschaft für die Maschinen ist ansteckend. Jahrzehntelang arbeitet sie mit Studenten zusammen, die sie „jung halten“. Besonders engagiert sie sich für junge Frauen in der Ingenieurwissenschaft und ist ein Pfeiler der Universität.
Bilder: Abby Beall