Jülich: Den Supercomputer noch besser machen

Jülich: Den Supercomputer noch besser machen

Die sogenannte vorkommerzielle Beschaffung von Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für einen interaktiven Supercomputer ist erfolgreich in die dritte und letzte Phase eingetreten. Die interaktive Bedienbarkeit gilt als Schlüsselelement für künftige Superrechner, die speziell auf Anforderungen von Anwendungen aus der Hirnforschung zugeschnitten sind.

Nach der Auswahl im Juli 2015 wurden unlängst die Verträge mit zwei Konsortien abgeschlossen: Cray und ein Verbund von IBM und NVIDIA werden ihre Lösungsvorschläge innerhalb eines Jahres implementieren und auf Pilotsystemen am Jülich Supercomputing Centre (JSC) demonstrieren.

Künftige großangelegte Hirnsimulationen auf Supercomputern bringen Anforderungen mit sich, die über das typische Anwendungsspektrum von Superrechnern hinausgehen. Die datenintensiven Simulationen sollen nicht mehr nur wie bisher vollständig automatisch berechnet werden. Vielmehr gilt es, die Ergebnisse in Echtzeit zu visualisieren und den Wissenschaftlern einen Eingriff in die Abläufe zu ermöglichen, um die Simulationen interaktiv zu steuern.

Im Rahmen des europäischen Human Brain Projects (HBP) wurden Anforderungen für interaktive Supercomputer formuliert, die sich umfassend auf das gesamte System-Design auswirken. Die Anforderungen legen fest, welche Funktionen künftige Superrechner aufweisen müssen, um als wissenschaftliche Instrumente für „in silico“-Experimente an virtuellen menschlichen Gehirnen interaktiv genutzt werden zu können. Dabei werden Versuchsabläufe am Computer simuliert, die in der Realität aus praktischen oder ethischen Gründen nicht durchführbar sind.

Das Forschungszentrum Julich ist im HBP federführend beim Aufbau der „HBP High Performance Analytics & Computing Platform“. Die damit zusammenhängende vorkommerzielle Auftragsvergabe — auch „Pre-Commercial Procurement“ (PCP) genannt — begann im April 2014 und endet mit einer letzten Evaluierung im Januar 2017.

Ziel ist, die Erforschung und Entwicklung innovativer Supercomputer-Technologielösungen für das HBP. Im Juli 2015 wählte das Forschungszentrum Jülich zusammen mit seinen HBP-Partnern zwei Anbieter für die dritte und letzte Phase dieses PCP-Prozesses aus. Seitdem wurden sowohl mit dem Unternehmen Cray als auch mit einem Konsortium von IBM und NVIDIA Verträge abgeschlossen, um geeignete Lösungen zu entwickeln. Beide Vertragspartner werden zur Demonstration der Nutzbarkeit ihrer Lösungen jeweils ein Pilotsystem liefern, das am JSC aufgestellt und betrieben wird.

Die vorkommerzielle Auftragsvergabe ist ein noch relativ neues, von der Europäischen Kommission gefördertes Beschaffungsinstrument, das es öffentlichen Auftraggebern ermöglicht, speziell auf ihren Bedarf zugeschnittene Forschungs- und Entwicklungsaufträge zu vergeben. Das laufende Verfahren für das Human Brain Project zielt auf die Entwicklung von Komponenten für einen Höchstleistungsrechner mit einer Spitzenleistung von zunächst 50 Petaflops und einer Speicherkapazität von 20 Petabyte, mit dem sich großskalige Hirnsimulationen interaktiv visualisieren und steuern lassen.

Die ausgewählten Anbieter sind aufgefordert, ein Pilotsystem am Jülich Supercomputing Centre (JSC) zu installieren und während einer Testphase die Integration in eine skalierbare Rechnerarchitektur anhand repräsentativer Anwendungen aus dem Human Brain Project auch in der Praxis zu demonstrieren.