Bull liefert HPC-Cluster

Bundesanstalt für Wasserbau braucht Rechenleistung

Im High Performance Computing (HPC) ist die Aufgabenstellung der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) hinsichtlich Anforderungen an Rechenleistung und Betriebssicherheit sicherlich eine der deutschlandweit komplexesten.

  • Bullx HPC-Cluster bei der Bundesanstalt für Wasserbau

  • Bullx HPC-Cluster bei der Bundesanstalt für Wasserbau

  • 3D-Visualisierung einer Strömung über einem Wehrverschluss

  • Ufersicherung mit Deckwerken

Die BAW unterstützt die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) bei deren verkehrswasserbaulichen Aufgaben, damit die WSV insbesondere ihrer bauaufsichtlichen Verantwortung dafür nachkommen kann, dass alle Anlagen und Einrichtungen der Bundeswasserstraßen den Anforderungen von Sicherheit und Ordnung genügen. Ein Großteil der Unterstützung durch die BAW geschieht dabei in Form von „forschenden Ingenieurdienstleistungen“. Dazu gehören beispielsweise die zwei- und dreidimensionale Modellierung von Strömungen und Stofftransport in Flussläufen und Kanälen, die Modellierung von Bauwerksumströmungen oder die Zuverlässigkeitsanalyse von morphodynamischer (reliefbildender) Modellierung. In Summe besteht also eine Vielzahl von anspruchsvollen Simulationsverfahren mit besonderen Herausforderungen an das HPC-Cluster, das diese berechnen muss.

Verfügbarkeit und höchste Flexibilität als oberste Priorität des Clusters

Die HPC-gestützte Arbeit bei der BAW geht ausgesprochen dynamisch vonstatten und ist von fortlaufenden Veränderungsprozessen gekennzeichnet. Dies stellt besonders hohe Anforderungen an den neuen Rechen-Cluster: „Auf Grund der Komplexität des dreidimensionalen Strömungsgeschehens ist die Entwicklung der Aufgabenstellung bei Projektbeginn nicht immer absehbar. Hieraus folgt oftmals, dass unsere Mitarbeiter sukzessive erhebliche Veränderungen am aufgebauten Modell, an den Auswerteskripten und gegebenenfalls am Modellverfahren mit Eingriff in den Quellcode vornehmen müssen. Letzteres bedeutet, dass Kontrollläufe zum Test und zur Validierung des veränderten Rechencodes erforderlich sind. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit eines direkten und schnellen Zugriffs auf Rechenressourcen“, berichtet Thomas Damrau, Referatsleiter IT-Support bei der BAW. Das heißt: Das BAW-Cluster „lebt“ gewissermaßen und muss immer wieder an die sich ändernden Anforderungen angepasst werden.

Verlässliche Performance für komplexe Rechenleistungen

Bei der BAW kommt ein HPC-Cluster bestehend aus sieben Bullx Blades-Chassis mit 126 Computer Nodes und insgesamt 2016 Prozessor-Cores zum Einsatz. Die Compute Nodes sind über Infiniband QDR als High-Speed-Interconnect und Ethernet als User- und Administrations-Netzwerk miteinander verbunden. Dabei sind die verwendeten Blades von Bull speziell für HPC-Anwendungen entwickelt worden und basieren auf der neuesten CPU-Generation von Intel (Sandy-Bridge-EP, Quick Path Interconnect, DDR3 Speicher und QDR Infiniband Technologien). Über Infiniband angeschlossene Panasas PAS12 Speichersysteme stellen 100TB Speicherkapazität als clusterweit nutzbares Filesystem bereit. Dank wassergekühlter Racks soll das neue Cluster energieeffizient arbeiten, da die entstehende Abwärme im System gesammelt wird und für andere Zwecke in der BAW (z.B. Heizung) weiter genutzt werden kann.

Die Spezialisten der BAW können das System mit dem HPC-Managementtool Scvenus der Bull-Tocher Science + Computing AG steuern. Damit sollen sich bereits vorhandene Server der BAW einbinden und administrieren lassen. „Das Tool installiert das Betriebssystem automatisch, konfiguriert das Cluster-Umfeld, installiert die gewünschten Applikationen und sorgt für eine reibungsloses und optimiertes Job-Scheduling“, sagt Thomas Weselowski, Direktor Extreme Computing von Bull.

Mit der Lösung lasse sich aus einem Pool mit HPC-Standardsoftware genau diejenigen Anwendungen auswählen, die für die jeweiligen Anforderungen wichtig sind: vom jeweils gewünschten Betriebssystem über Administrationswerkzeuge und das Batchsystem bis hin zu Bibliotheken und Compilern. „Auf diese Weise können wir die sehr dynamischen Anforderungen des BAW optimal abbilden“, so HPC-Experte Weselowski weiter.

www.baw.de
www.bull.de
Bildquelle: Dieter Both, Bull GmbH // BAW

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