Platz 1 im Green500-Ranking: JUPITER setzt neue Maßstäbe für Energieeffizienz
Das erste Modul des europäischen Exascale-Supercomputers JUPITER mit dem Namen JEDI kommt auf den ersten Platz in der Green500-Liste der energieeffizientesten Supercomputer. Das wurde auf der aktuell laufenden Internationalen Supercomputing-Konferenz (ISC) in Hamburg bekanntgegeben. Das JUPITER-Entwicklungssystem, installiert im April vom deutsch-französischen Konsortium ParTec-Eviden, verfügt bereits über die gleiche Hardware wie der JUPITER Booster, der sich derzeit am JSC im Aufbau befindet.
Im Zuge der Digitalisierung und des zunehmenden Einsatzes künstlicher Intelligenz wird immer mehr Rechenleistung benötigt – und dadurch auch immer mehr Energie. Energieeffizientes Rechnen hat daher in den vergangenen Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen.
Der von der europäischen Supercomputing-Initiative EuroHPC Joint Undertaking (EuroHPC JU) beschaffte Supercomputer JUPITER präsentiert sich in dieser Hinsicht als echter Vorreiter. Der im April installierte erste Baustein, das „JUPITER Exascale Development Instrument“ oder kurz JEDI, schafft 72 Milliarden Rechenoperationen pro Sekunde pro Watt. Der vorherige Spitzenreiter kam im Vergleich dazu auf rund 65 Milliarden.
Entscheidend für die herausragende Effizienz von JEDI ist der Einsatz von Grafikprozessoren, kurz GPUs, und die Tatsache, dass es gelungen ist, wissenschaftliche Anwendungen für die Berechnung auf Grafikprozessoren zu optimieren. Praktisch alle führenden Systeme der Green500 setzen heute massiv auf GPUs, die Berechnungen bauartbedingt wesentlich energiesparsamer ausführen können als herkömmliche Hauptprozessoren, kurz CPUs.
Das Entwicklungssystem JEDI gehört zu den ersten Systemen weltweit, die die neueste Beschleuniger-Generation von NVIDIA einsetzen: den NVIDIA GH200 Grace Hopper Superchip, der einen NVIDIA Hopper-Grafikprozessor (GPU) und NVIDIA Grace-Hauptprozessor (CPU) auf einem Chip vereint. Die hocheffiziente Warmwasserkühlung von Eviden, die deutlich weniger Energie benötigt als eine klassische Luftkühlung, leistet ebenfalls einen Beitrag und erlaubt es darüber hinaus die entstehende Wärme im Nachgang weiter zu nutzen.
Der JUPITER-Vorbote JEDI verfügt bereits über die gleiche Ausstattung wie das spätere JUPITER Booster Modul. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können so bereits in einer frühen Phase des Aufbaus im Rahmen des „JUPITER Research and Early Access Program" (JUREAP) auf die Hardware zugreifen, um ihre Codes zu optimieren. Unterstützt werden sie dabei von Expertinnen und Experten des Jülich Supercomputing Centre.
The JUPITER Exascale Development Instrument (left, orange) at the the Jülich Supercomputing Centre. Copyright: Forschungszentrum Jülich / Ralf-Uwe Limbach
Exascale-Supercomputer JUPITER
JUPITER soll als erster Supercomputer in Europa die Marke von einem Exaflops durchbrechen, was einer Trillion – einer „1“ mit 18 Nullen – Rechenoperationen pro Sekunde entspricht. Das finale System wird im zweiten Halbjahr dieses Jahres schrittweise installiert und wissenschaftlichen Anwenderinnen und Anwendern zunächst im Rahmen des Early Access Program zugänglich gemacht, bevor es Anfang 2025 in den allgemeinen Nutzerbetrieb übergeht.
JUPITER Entwicklungssystem JEDI
Das JUPITER-Entwicklungssystem JEDI ist deutlich kleiner als der finale Exascalerechner. Es besteht aus einem einzelnen Rack der neuesten BullSequana XH3000-Reihe, das aktuell 24 Einzelrechner, sogenannte Rechenknoten, enthält. Diese sind über 4 Mellanox Quantum-2 InfiniBand Switches miteinander verbunden und werden im Laufe des Mais durch 24 weitere Rechenknoten komplettiert.
Bei der Messung für die Green500-Liste der energieeffizientesten Supercomputer erzielte das JEDI-System eine Rechenleistung von 4,5 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde oder 4,5 Petaflops bei einem Stromverbrauch von im Schnitt 66 Kilowatt. Bei einem optimierten Lauf konnte die Leistungsaufnahme auf 52 Kilowatt reduziert werden.
Das finale Exascalesystem wird wie auch das Entwicklungssystem JEDI zur Hälfte durch die europäische Supercomputing-Initiative EuroHPC JU und zu je einem Viertel durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und das Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen (MKW NRW) über das Gauss Centre for Supercomputing (GCS) finanziert.
Lesen Sie hier die ausführliche Presseinformation des Forschungszentrums Jülich.
Weitere Informationen bietet Ihnen das Interview: Hintergründe und Ausblick mit Prof. Dr. Dr. Thomas Lippert.