HoreKa mit Nvidia Ampere: Neuer Supercomputer für das KIT mit 17 PetaFLOPS

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erhält mit „HoreKa“ einen Supercomputer auf Basis von Intel Xeon und Nvidia A100 mit einer theoretischen Spitzenleistung Rmax von 17 PetaFLOPS bei doppelter Genauigkeit. Noch in diesem Herbst soll die erste Ausbaustufe stehen, das Gesamtsystem dann im Sommer 2021.

Neben dem neuen „HoreKa“ betreibt das KIT mit dem Forschungshochleistungsrechner (ForHLR) und dem bwUniCluster 2.0 zwei weitere Supercomputer und ist unter anderem auch an der Forschung für einen Impfstoff gegen das Coronavirus beteiligt.

60.000 Prozessorkerne und 740 Ampere-GPUs

Der rund 15 Millionen Euro teure Supercomputer „HoreKa“ besitzt mit 17 Billiarden Rechenoperationen in der Sekunde die Rechenleistung von rund 150.000 Notebooks, die sich aus insgesamt 60.000 Prozessorkernen einer noch unbekannten HPC-CPU vom Typ Intel Xeon und 740 Nvidia A100 Tensor Core GPUs mit jeweils 432 Tensor Cores der 3. Generation auf Basis der neuen GPU-Architektur Ampere zusammensetzt.

Flankiert werden die HPC-Prozessoren und Tensor-Core-GPUs von insgesamt 220 Terabyte Arbeitsspeicher vom Typ DDR4 mit einer Speicherbandbreite von 2.933 MT/s.

Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen können die Forschung in allen Anwendungsfeldern, also dort wo die drängenden Probleme der Menschheit gelöst werden, auf die Überholspur setzen.

Nvidia A100 Tensor Core GPUs unterstützen diese Forschung, und gemeinsam mit der NVIDIA Mellanox InfiniBand-Technologie wird der neue Supercomputer des KIT die Forschung in einem breiten Spektrum von Anwendungen deutlich beschleunigen.

Marc Hamilton, Vice President Solutions Architecture and Engineering (Nvidia)

15 Petabyte Speicher und 200 Gbit/s im Netzwerk

Als Massenspeicher für die Datenablage dienen zwei parallele Spectrum-Scale-Dateisysteme mit einer Gesamtkapazität von mehr als 15 Petabyte. Die Kommunikation der Rechenknoten, der sogenannten Nodes, erfolgt über ein Nvidia Mellanox InfiniBand-HDR-Netzwerk mit 200 GBit/s pro Port.

Der Supercomputer selbst stammt von Lenovo, während das Unternehmen pro-com Datensysteme GmbH aus Eislingen bei Stuttgart vor Ort die Projektkoordination sowie die Lieferung und Systemintegration des Hochleistungsrechners übernimmt und sich anschließend um die Administration und Kundenbetreuung kümmert.

Der Supercomputer „HoreKa“ soll zudem mit 45 GB/s an die sogenannte „Large Scale Data Facility (LSDF)“ des Steinbuch Center for Computing (SCC) angebunden werden, die eine moderne Infrastruktur für die Speicherung, Verwaltung, Archivierung und Analyse von Forschungsdaten bereitstellt.

In den Top 10 von Europas Supercomputern

Nach seiner Fertigstellung im Sommer 2021 wird das Hybridsystem „HoreKa“ voraussichtlich zu den zehn leistungsstärksten europäischen Supercomputern in den TOP500 der weltweiten Supercomputer gehören und den 2016 in Betrieb genommenen ForHLR bis Mitte 2021 schrittweise ersetzten.

Deutschlands schnellster Supercomputer ist zur Zeit der HPC Apollo („Hawk“), der mit seinen insgesamt 11.264 HPC-Prozessoren vom Typ AMD Epyc Rome 7742 bis zu 26 PetaFLOPS erreicht und am Höchstleistungsrechenzentrums Stuttgart (HLRS) der Universität Stuttgart seine Forschungsarbeit verrichtet.

KIT ist aktuell offline

Momentan hat das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) den Zugriff auf seine Supercomputer gesperrt. Mehrere europäische Forschungs- und Rechenzentren hatten zuletzt Angriffe über kompromittierte Accountdaten gemeldet.