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JUQUEEN

5,9 Petaflop/s

Der Jülicher Höchstleistungsrechner JUQUEEN ist der erste Supercomputer Europas mit einer maximalen Rechenleistung von 5,9 Petaflops – das entspricht fast 6 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde. Damit eröffnet die Maschine neue Möglichkeiten für rechenintensive Großprojekte.

Mit 458.752 Rechenkernen in 28 Racks erreicht das neue System derzeit eine maximale Rechenleistung von 5,9 Petaflops, was ungefähr der Leistung von 100.000 modernen PCs entspricht. In JUQUEEN steckt ein BlueGene/Q-System von IBM. Superrechner dieses Typs gehören mit rund zwei Gigaflops pro Watt zu den energieeffizientesten Superrechnern der Welt. Im Vergleich zum Vorgänger JUGENE hat sich die Energieeffizienz um das Fünffache verbessert. Grund dafür ist unter anderem die direkte Wasserkühlung, bei der das Kühlwasser die Wärme direkt von den Prozessoren abführt.

Gerüstet für große Herausforderungen

Das System eignet sich insbesondere für Programme, die parallel auf einer sehr großen Anzahl von Rechenkernen laufen können. Von der gesteigerten Rechenleistung profitieren Projekte aus verschiedenen wissenschaftlichen Gebieten wie den Neurowissenschaften, der computergestützten Biologie und der Energie- und Klimaforschung oder der Quantenphysik.

In dem Jülicher Spitzenrechner steckt ein BlueGene/Q-System von IBM. Superrechner dieses Typs belegen mit rund zwei Gigaflops pro Watt (Floating Point Operations Per Seconds, kurz FLOPS) die ersten Plätze der Green500-Liste der energieeffizientesten Superrechner.

Jülicher Wissenschaftler hatten im Rahmen des Exascale Innovation Center (EIC), einem Gemeinschaftsprojekt von IBM und dem Forschungszentrum Jülich, frühzeitig Zugang zur BlueGene/Q-Architektur und konnten ihre Anwendungen vorab auf einem Prototyp anpassen. Auf JUQUEEN liefen bereits umfangreiche Berechnungen aus dem Bereich der Elementarteilchenphysik und zu Phasenübergängen in Datenspeicher-Materialien. Darüber hinaus nutzen Jülicher Hirnforscher das neue System, um darauf die Aktivität in Hirnstrukturen zu simulieren. JUQUEEN verspricht außerdem neue Möglichkeiten für das Human Brain Project, dessen Hauptziel die Simulation des menschlichen Gehirns ist. Das Projekt ist eines von sechs Vorhaben, die sich derzeit in der Endauswahl des europäischen FET-Flagship-Programms um Fördergelder von bis zu einer Milliarde Euro bewerben.

Ganz im Dienst der Wissenschaft

JUQUEEN wurde zu gleichen Teilen aus Bundes- und Landesmitteln finanziert und wird vom Forschungszentrum Jülich im Forschungsprogramm Supercomputing der Helmholtz-Gemeinschaft betrieben. Der neue Jülicher Spitzenrechner steht Wissenschaftlern aus Deutschland und ganz Europa offen. Zwei Drittel der Rechenzeit werden über zwei Supercomputing-Verbünde vergeben: über das Gauss Centre for Supercomputing (GCS), einem Zusammenschluss der drei nationalen Höchstleistungsrechenzentren in Jülich, Garching und Stuttgart, und über die europäische Forschungsinfrastruktur PRACE. Ein weiteres Drittel steht Nutzern des Forschungszentrums Jülich und der Jülich-Aachen Research Alliance (JARA) zur Verfügung.

JUQUEENAufbau der ersten acht Racks von Jülichs neuem Spitzenrechner JUQUEEN.
Quelle: Forschungszentrum Jülich

Wieso gibt es unterschiedliche Werte für die Rechenleistung von JUQUEEN?

Die Rechenleistung von Supercomputern kann mit unterschiedlichen Methoden ermittelt werden. Unterschieden wird zwischen Rpeak und Rmax. Beide Werte werden in Gleitkomma-Operationen pro Sekunde (englisch "floating point operations per second", FLOPS) angegeben. Rpeak ist ein theoretischer Wert für die Spitzenleistung eines Rechners. Dabei wird hochgerechnet, ausgehend von der Rechengeschwindigkeit der einzelnen Recheneinheiten, beispielsweise den Rechenkernen, wie viele Rechenoperationen alle Recheneinheiten zusammen pro Sekunde ausführen können.

Dieser Höchstwert wird in der praktischen Anwendung allerdings nie erreicht und stellt nur eine theoretische Obergrenze dar. Welche Rechenleistung tatsächlich gemessen wird, hängt von der eingesetzten Software ab. Die TOP500-Liste verwendet als Bewertungsgrundlage den Linpack Benchmark, bei dem lineare Gleichungssysteme gelöst werden.

Der neue Jülicher Spitzenrechner JUQUEEN kam in der TOP500 vom November 2012 mit der damaligen Aufbaustufe (24 Racks) auf eine theoretische Spitzenleistung von 5,033 Petaflops und auf eine mit dem Linpack Benchmark ermittelte Höchstleistung von 4,141 Petaflops. Der Quotient Rmax/ Rpeak wird auch als Effizienz des Systems bezeichnet. Häufig fällt sie in der Praxis umso niedriger aus, je mehr Prozessoren und Rechenkerne zum Einsatz kommen.

JUQUEEN wurde im Laufe des Jahres 2012 bis Anfang 2013 schrittweise auf 28 Racks ausgebaut und erreicht damit nun eine maximale Rechenleistung von 5,9 Petaflops.

Technische Informationen

Pressemitteilung: "Europas Königin der Rechner - "Jülicher Superrechner JUQUEEN knackt die 5 Petaflops (12.11.2012)

Zusatzinformationen


Bilder

Bilder von JUQUEEN in der Rechnerhalle des Jülich Supercomputing Centre (JSC). Der Rechner wurde im Laufe des Jahres 2012 bis Anfang 2013 schrittweise auf 28 Racks ausgebaut.

10 Fragen zum Jülicher Supercomputing

Prof. Thomas Lippert, Leiter des Jülich Supercomputing Centre, über den neuen Superrechner JUQUEEN. zu den Fragen (Audio): 10 Fragen zum Jülicher Supercomputing …


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