Centro informático de alto rendimiento de Stuttgart
El Centro de Computación de Alto Rendimiento de Stuttgart ( HLRS ) es un centro de computación que ofrece acceso a la ciencia y la industria a las supercomputadoras . Fue fundado en 1995 bajo el paraguas del Centro de Computación de la Universidad de Stuttgart (RUS) y ha sido el primer centro de computación federal alemán de alto rendimiento desde 1996. El HLRS es una institución central independiente de la Universidad de Stuttgart desde 2003. A octubre de 2020, alberga la quinta supercomputadora más rápida de Europa, un sistema HPE Apollo 9000 llamado Hawk y una potencia informática máxima de 26 Peta - FLOPS . Entró en funcionamiento en 2020 y su coste ronda los 38 millones de euros.
El HLRS opera computadoras, atiende a los usuarios alemanes y europeos y ofrece un programa de capacitación intensivo para sus usuarios. Además, el HLRS realiza su propia investigación en el campo de la informática de alto rendimiento. El foco está en los temas de escalabilidad, optimización del rendimiento, big data, TI verde, en las áreas de aplicación de salud, medio ambiente, energía y movilidad, así como en la investigación de los aspectos sociales, políticos y filosóficos de la simulación. El HLRS ha recibido varios premios internacionales por su investigación. El HLRS ha estado poniendo sus computadoras y servicios a disposición de la industria desde 1995 a través de una asociación público-privada con Porsche y T-Systems. Con la fundación del Automotive Simulation Center Stuttgart (ASCS), el HLRS ha creado una plataforma de desarrollo e investigación con la industria del automóvil, en la que la investigación precompetitiva en estrecha coordinación con los fabricantes de automóviles, proveedores, fabricantes de computadoras y empresas de software contribuye a optimizar uso para mejorar la movilidad.
Supercomputadoras
Desde octubre de 2015, el sistema central del HLRS ha sido un Cray XC40 System Hazel Hen con una producción máxima de 7,42 Peta-FLOP. Desde febrero de 2020, Hazel Hen ha sido reemplazada por HPE Apollo 9000 System Hawk con un rendimiento máximo de alrededor de 26 Peta-FLOP. La supercomputadora Hawk es (en julio de 2021) la quinta supercomputadora más rápida de la UE y la 18a en todo el mundo .
Otros sistemas son el clúster NEC (Vulcan y Vulcan2). Además, se opera una gran cantidad de sistemas más pequeños que se utilizan con fines de prueba (NEC SX-ACE) o, por ejemplo, B. se puede utilizar para desarrollo y visualización. Una cueva con cinco superficies de proyección está disponible para la visualización tridimensional de los resultados de la simulación .
historia
La informática de alto rendimiento en Stuttgart se remonta a una larga tradición que tiene sus orígenes en los campos de la tecnología aeroespacial ( John Argyris ) y nuclear ( Roland Rühle ). La integración de estas actividades en una instalación central se remonta a la adquisición de la supercomputadora Cray-2 más poderosa en ese momento , una computadora vectorial , por Lothar Späth en 1986.
Cuando se fundó el HLRS en 1996, el HLRS tenía dos sistemas diferentes con un NEC SX-4, también una computadora vectorial, con un rendimiento máximo de 64 gigaflops y un Cray T3E / 512 con 461 gigaflops de potencia informática teórica, que eran igualmente entre los mejores del mundo. El primer director del HLRS fue Roland Rühle, quien estableció el HLRS como parte del centro informático de la Universidad de Stuttgart (RUS). El gerente de división responsable, y por lo tanto el primer jefe del HLRS, fue Alfred Geiger. En 1999, la HLRS fue reconocida por la American National Science Foundation (NSF) por su trabajo en el campo de la computación distribuida de alto rendimiento. En 2000, se adquirieron un NEC SX-5 / 32M2 y un Hitachi SR-8000, cada uno con una potencia informática teórica de 128 gigaflops.
En 2002, después de la jubilación de Roland Rühle, el HLRS se separó del centro informático de la Universidad de Stuttgart como una instalación independiente. Michael M. Resch asumió la dirección. En 2003, el HLRS ganó el HPC Challenge en EE. UU. El NEC SX-6 (seis nodos, 440 GigaFlops Peak Performance) adquirido en 2003 fue nuevamente una computadora vectorial. En el mismo año, también se adquirieron un clúster AMD Opteron y un clúster Intel Xeon. La instalación de la computadora vectorial NEC SX-8 (12.8 TeraFlops Peak) tuvo lugar en 2005, para lo cual se erigió un nuevo edificio. En 2007, el HLRS fue miembro fundador del Centro Alemán Gauss de Supercomputación (GCS), que agrupa a los tres centros informáticos de alto rendimiento federales alemanes. En 2010 se construyó un nuevo edificio de suministro de energía. En 2011, se instaló el Cray XE6, el primer equipo con un rendimiento de más de un Peta-FLOP, que fue reemplazado en diciembre de 2014 por el sistema Cray XC40 "Hornet" (rendimiento máximo: 3.8 Peta-FLOPs). Desde 2012, el HLRS también ha estado proporcionando a los usuarios europeos tiempo de computación en el marco de PRACE . En octubre de 2012, el HLRS puso en funcionamiento un nuevo edificio de investigación, en el que se instaló una nueva CAVE de 5 lados.
En términos organizativos, el HLRS fue miembro de una red de tres centros dentro de la Universidad de Stuttgart de 2012 a 2016, que se combinaron en el Centro de Información y Comunicación de la Universidad de Stuttgart ( IZUS ).
La nueva supercomputadora Hawk se inauguró el 19 de febrero de 2020 .
Acceso y operación
Los mainframes son operados por el HLRS y son accesibles para diferentes usuarios.
Ciencia: La asignación del tiempo de computación la realiza un comité directivo científico (LA). La mitad de sus miembros son nominados por la Fundación de Investigación Alemana (DFG) y la otra mitad por la Conferencia de Rectores del Estado de Baden-Württemberg (LRK). Las solicitudes se envían al HLRS y desde allí se envían a LA. Como parte de la cooperación de toda Alemania en el Centro Gauss de Supercomputación (GCS), un comité alemán compuesto por los comités de los tres centros miembros de GCS evalúa aplicaciones muy grandes. Se puede acceder a los proyectos destacados a través de la asociación europea de HPC PRACE. De esta forma, también, un comité científico lleva a cabo una evaluación.
Industria: Los ordenadores HLRS también se alquilan a la industria a través de Höchstleistungsrechner für Wissenschaft und Wirtschaft GmbH (hww). Además de HLRS, que opera las computadoras, así como KIT y el estado de Baden-Württemberg, T-Systems , T-Systems Solutions for Research GmbH y Porsche son otros accionistas. La producción pura se ofrece y vende a través de hww.
Cooperación comercial / prueba: Para uso comercial en el marco de una cooperación o para proyectos en los que las empresas quieran probar el acceso a la computadora, el acceso puede tener lugar en el marco de una cooperación. En este caso, se debe asumir el costo del uso industrial.
Se excluye fundamentalmente el uso de las computadoras con fines militares. También se excluye el uso de computadoras para asuntos que se ven afectados por la Ley de Comercio Exterior de Alemania y las disposiciones de embargo correspondientes (tecnología nuclear, tecnología de cohetes, ... para países boicoteados).
investigar
El HLRS lleva a cabo su propia investigación en el campo de la informática de alto rendimiento. Fue reconocido por su investigación en los Estados Unidos en 1999 y 2003. En alrededor de 35 proyectos, alrededor de 60 científicos trabajan en problemas en el campo de la simulación y la computación de alto rendimiento. Los principales temas de investigación del HLRS son
- energía
- Análisis y optimización del rendimiento de los sistemas informáticos.
- Análisis y optimización del rendimiento del programa de aplicación.
- Análisis y optimización de sistemas de almacenamiento de datos y sistemas de archivos.
- Datos e IA
- Manejo de grandes cantidades de datos
- Analítica de datos
- Aprendizaje automático
- Inteligencia artificial
- TI verde
- Análisis y optimización del consumo energético de los sistemas informáticos
- Análisis y optimización del consumo energético de aplicaciones
- Sistemas paralelos y distribuidos
- Conceptos y aplicaciones de Cloud / Grid
- Algoritmos y métodos de escalado ascendente
- Modelos y lenguajes de programación paralela
- Aplicaciones (junto con socios de aplicaciones)
- Salud: simulaciones óseas y simulaciones de flujo sanguíneo
- Medio ambiente: simulación de efectos locales de influencias ambientales
- Energía: simulación de sistemas energéticos
- Movilidad: simulación de problemas de tecnología de vehículos
- Ciencia de sistemas globales
- Visualización
- Realidad virtual
- Realidad aumentada
- Sociedad y politica
- Computación de alto rendimiento en lecciones escolares
- Simulación en la formulación de políticas
- Aspectos filosóficos y sociológicos de la informática de alto rendimiento
El HLRS participa actualmente en el grupo de excelencia “Tecnología de simulación” como parte de la iniciativa de excelencia del gobierno federal. El director del HLRS es un investigador principal en el grupo de excelencia. Además, el HLRS participa como socio del proyecto en el Collaborative Research Center 716 "Simulación dinámica de sistemas con gran número de partículas". En Europa, HLRS es un socio líder en una serie de proyectos para desarrollar nuevas tecnologías de hardware y software para nubes y supercomputadoras.
otras actividades
- Educación: El HLRS participa en la docencia en la Universidad de Stuttgart. El HLRS se integra en los cursos de ingeniería mecánica a través de conferencias a través del director del centro.
- Educación adicional: El HLRS ofrece varios cursos sobre el tema de la informática de alto rendimiento. Se tratan z. B. Lenguajes de programación del campo de la informática de alto rendimiento ( C , Fortran ), programación en paralelo con MPI y OpenMP o métodos eficientes para la resolución de sistemas de ecuaciones.
- Centro de desarrollo de Cray: el HLRS ha estado trabajando en estrecha colaboración con Cray en el desarrollo de software desde 2012.
- Teraflop-Workbench: Teraflop-Workbench es una cooperación entre HLRS y NEC. El objetivo del proyecto es habilitar aplicaciones existentes con potencia informática real en el rango de los teraflops.
- Gauss Center for Supercomputing : El Gauss Center for Supercomputing es una fusión de los tres centros federales de computación de alto rendimiento en Jülich (Jülich Supercomputing Center / JSC), Munich-Garching (Leibniz-Rechenzentrum / LRZ) y Stuttgart (HLRS)
- HPC Europa: la cooperación de diferentes centros de datos en Europa promueve el intercambio de científicos y permite el uso de supercomputadoras en otros países.
- PRACE - Asociación para la Computación Avanzada en Europa : prototipos y software para futuros sistemas petaflop
Premios
- Premio de Computación de Alto Rendimiento 1999 de la NSF de EE. UU .: por el primer acoplamiento de dos mainframes entre Europa y EE. UU.
- 2003 HPC Challenge of Supercomputing
- 2007 Premio Microsoft "Colaborador temprano de Windows Compute Cluster Server 2003 de Microsoft"
- 2007 Lugar seleccionado, Alemania - Tierra de ideas
- 2007 Charla plenaria invitada en SC'07 Reno / USA por el director de HLRS Michael Resch
- 2009 Doctorado honorario de la Universidad Técnica Nacional de Donetsk, Ucrania para el director de HLRS Michael Resch
- 2010 ITEA Gold Award por el proyecto ParMa
- 2011 doctorado honorario de la Academia de Ciencias de Rusia para el director de HLRS Michael Resch
- 2012 pasado mañana premio maker del estado de Baden-Württemberg para el director de la HLRS Michael Resch
- 2013 2do lugar en el premio de la Fundación Bosch "La escuela se encuentra con la ciencia" por el proyecto HLRS "Simulated Worlds"
- 2013 HPCwire 2013 Reader's Choice Award por el mejor uso de las aplicaciones de HPC en la fabricación para HLRS
- 2014 título de profesor honorario de la Academia de Ciencias de Rusia para el director del HLRS Michael Resch
- 2014 Premio del proyecto HLRS "Simulated Worlds" como "Particularmente digno de un premio" por la Fundación de Educación de Kreissparkasse para el distrito de Esslingen
literatura
Los resultados de la investigación obtenidos en las computadoras HLRS de una amplia variedad de áreas especializadas se publican anualmente como un libro en la serie High Performance Computing in Science and Engineering de Springer-Verlag .
El trabajo en el marco de Teraflop Workbench y el Workshop on Sustained Simulation Performance se informa en la serie de libros High-Performance Computing on Vector Systems (2005-2011) y Sustained Simulation Performance (desde 2012), que también son publicados por Springer- Verlag se traslada.
La serie Tools for High Performance Computing también ha sido publicada por Springer Verlag desde 2008 a través del Workshop sobre herramientas en informática de alto rendimiento, que se llevó a cabo conjuntamente con el ZIH de la TU Dresden .
El HLRS publica la revista del Gauss Center for Supercomputing llamada Inside (Innovative Supercomputing en Alemania) cada seis meses , que también se ofrece como una edición en línea.
Se agregó una referencia cruzada al artículo sobre el programa de financiación de HPC-Europa
Ver también
Evidencia individual
- ↑ http://stuttgart-journal.de/tp3/2018/11/15/hawk-der-schnellste-supercomputer-deutschlands/
- ↑ Comunicado de prensa de Uni Stuttgart http://www.uni-stuttgart.de/hkom/presseservice/pressemitteilungen/2014/090_HLRS_Hornet.html?__locale=de
- ↑ Comunicado de prensa de Uni Stuttgart http://www.uni-stuttgart.de/hkom/presseservice/pressemitteilungen/2015/79_hlrs_richtfest
- ↑ http://www.hlrs.de/systems/hpe-apollo-9000-hawk/
- ↑ http://www.hlrs.de/systems/cray-xc40-hazel-hen/
- ↑ http://www.hlrs.de/systems/hpe-apollo-9000-hawk/
- ↑ http://www.hlrs.de/systems/platforms/
- ↑ https://www.uni-stuttgart.de/en/university/news/press-release/Hawk-Supercomputer-Inaugurated/
- ↑ http://www.teraflop-workbench.de
- ↑ HPC Europe (sitio web)
- ↑ http://www.prace-project.eu/
- ↑ Comunicado de prensa de la Universidad de Stuttgart
- ↑ https://land-der-ideen.de/
- ↑ http://inside.hlrs.de
enlaces web
Coordenadas: 48 ° 44 '22 .3 " N , 9 ° 5 '49.9" E