Hochleistungsrechner MOGON II unter schnellsten Supercomputern der Welt

Mainzer Supercomputer MOGON II ist schnellster Hochleistungsrechner an einer deutschen Universität

27.11.2017

Der Mainzer Hochleistungsrechner MOGON II gehört zu den schnellsten 100 Supercomputern der Welt. Die Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) hat im Oktober 2017 die zweite Phase von MOGON II in Betrieb genommen, der mit einer Rechenleistung von zwei Petaflops respektive 2.000.000.000.000.000 Rechenoperationen pro Sekunde in der Liste der weltweit 500 schnellsten Rechner die Position 65 einnimmt. Damit ist der Mainzer Supercomputer zugleich der schnellste Hochleistungsrechner an einer deutschen Universität. In der Liste der energieeffizientesten Supercomputer wird MOGON II weltweit auf Position 51 geführt. Der Name MOGON wurde in Anlehnung an das römische Mogontiacum, dem lateinischen Namen der Stadt Mainz, gewählt.

Die Landesregierung, der Bund, die Johannes Gutenberg-Universität Mainz und das Helmholtz Institut Mainz (HIM) haben seit 2016 insgesamt 10,6 Millionen Euro in den neuen Hochleistungsrechner investiert, um die rheinland-pfälzischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Rahmen der Allianz für Hochleistungsrechnen Rheinland-Pfalz (AHRP) bis 2020 mit Rechenleistung der internationalen Spitzenklasse zu unterstützen.

Diese Investition ermöglichte es der JGU einen Supercomputer aus 1.876 einzelnen Knoten aufzubauen, von denen 822 Knoten mit jeweils zwei 10-Kern Broadwell-Prozessoren und 1.046 Knoten mit jeweils zwei 16-Kern Skylake-Prozessoren von Intel ausgestattet sind. Die mehr als 49.000 Kernen sind mit einem 50 GBit/s Intel Omnipath-Netzwerk zwischen den Knoten gekoppelt und an ein Speichersystem mit 7,5 Petabyte nutzbarer Kapazität angeschlossen. MOGON II wird an der JGU durch das Zentrum für Datenverarbeitung (ZDV) und das Helmholtz-Institut Mainz (HIM) gemeinsam betrieben.

"Die Fortschritte der Computer-Technologie ermöglichen es, dass der neue Hochleistungsrechner bei nahezu siebenfacher Peak-Leistung gegenüber seinem Vorgängersystem mit einer Leistungsaufnahme von 657 kW nur 40 Prozent mehr Strom als dieses benötigt", erklärt Prof. Dr. André Brinkmann, Leiter des Zentrums für Datenverarbeitung der JGU. "Wir können unseren Wissenschaftlern somit bei vergleichsweise nur leicht ansteigenden Unterhaltskosten ein Hochleistungsrechnen der internationalen Spitzenklasse auf dem aktuellen Stand der Technik anbieten."

Hochleistungsrechnen der Spitzenklasse für die Grundlagenforschung

Natur- und lebenswissenschaftliche Grundlagenforschung ist heute auf die Verfügbarkeit von ausreichend dimensionierten Rechenressourcen angewiesen. Anwender von MOGON II sind Arbeitsgruppen aus der Physik, Mathematik, Informatik, Biologie, Medizin, Chemie und den Geowissenschaften. Die mit MOGON II untersuchten Fragestellungen beinhalten die Simulation der Struktur der Materie und Antimaterie sowie die Entwicklung neuer Werkstoffe, die Verbesserung von Krebstherapien und unser Verständnis der Evolution und ermöglichen die Entwicklung präziserer Wetter- und Klimamodelle.

Der Exzellenzcluster PRISMA, die Exzellenz-Graduiertenschule MAINZ sowie die Mehrzahl der Sonderforschungsbereiche an der JGU können nur durch immer mehr Rechenleistung eine Verfeinerung ihrer Modelle und somit ein verbessertes Verständnis unseres Weltbildes erzielen. Im Kontext der Forschung am Exzellenzcluster PRISMA werden die Physikerinnen und Physiker des HIM den Rechner zur Simulation von Teilchenkollisionen sowie für die Berechnung von Massen und Struktureigenschaften von Hadronen (= Bindungszuständen von Quarks und Gluonen) verwenden. Beide Aktivitäten stehen auch in engem Zusammenhang mit dem Bau und der Inbetriebnahme des FAIR-Beschleunigerkomplexes in Darmstadt. "Der erhebliche Zuwachs an Rechenkapazität durch die Inbetriebnahme der zweiten Stufe von MOGON II macht die Johannes Gutenberg-Universität Mainz zu einem der führenden nationalen Zentren für die Erforschung der starken Wechselwirkung", so der Sprecher des Exzellenzclusters PRISMA, Prof. Dr. Hartmut Wittig.

Allianz für Hochleistungsrechnen Rheinland-Pfalz (AHRP)

Der neue Hochleistungsrechner steht nicht nur den Forschern der JGU zur Verfügung, sondern ist in die Allianz für Hochleistungsrechnen Rheinland-Pfalz (AHRP) eingebunden. Die deutschlandweite Vernetzung erfolgt über die Mitgliedschaft des ZDV in der Gauß-Allianz, dem Verbund der deutschen Hochleistungsrechenzentren. Die AHRP bündelt die Rechenkapazitäten des Landes, um diese für alle Hochschulen und Forschungseinrichtungen des Landes verfügbar zu machen, und bietet Schulungen und Beratung für Anwender des Hochleistungsrechnens an. Die Inbetriebnahme des neuen Hochleistungsrechners und die Integration in die AHRP sind somit ein wesentlicher Beitrag zur Profilbildung aller Hochschulen in Rheinland-Pfalz und zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit im internationalen Vergleich.

Die Gauß-Allianz fördert die Schaffung der Voraussetzungen zur nachhaltigen und effizienten Nutzung von Supercomputing-Ressourcen der obersten Leistungsklassen in Deutschland insbesondere durch die Koordination und Bündelung der einander ergänzenden Kompetenzen der beteiligten Rechenzentren. Erklärtes Ziel der Gauß-Allianz ist die Förderung des Hochleistungsrechnens als eigenständige strategische Forschungsaktivität mit einem Schwerpunkt auf der Erforschung und Entwicklung von Strategien zur Verbesserung der Effizienz, Anwendbarkeit und vereinfachten Nutzbarkeit des Hoch- und Höchstleistungsrechnens.