Universidade RWTH Aachen adquire supercomputador Bull em suporte à pesquisa científica

Publicado em 07/03/2011 às 10:56 | 15320 leituras

A Universidade Técnica de Reno Norte/Westphalia (RWTH ,Rheinisch-WestfälischeTechnischeHochschule) localizada em Aachen, considerada uma das nove melhores universidades da Alemanha, com cerca de 33 mil alunos, adquiriu um supercomputador bullx. 


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O novo sistema , com 28 mil núcleos de processamento, oferecerá algo em torno de 300 Teraflopsde potência e trêsPetabytesde espaço em disco, dando à Universidade um diferencial bastante significativo em termos de simulações por computador o mais próximo possível da realidade. Além disso, o Centro de Computação e Comunicação da Universidade e a Bull assinaram um acordo de colaboração visando otimizar aplicativos que serão úteis para os grandes ambientes heterogêneos e ecologicamente corretos.

Colônia/Aachen, 14 de fevereiro de 2011 – Hoje os supercomputadores são absolutamente essenciais em várias áreas de pesquisa e inovação. Eles contribuem para o desenvolvimento de novos produtos e materiais porque conseguem chegar a melhor solução técnica com a ajuda de simulação. Esses cálculos tão complexos têm resultado em grandes avanços em diversas áreas como carros e aeronaves que consomem menos combustível, criação de novos materiais e maior conhecimento dos fenômenos metereológicos. 

Os pesquisadores das faculdades de Engenharia e Biologia da Universidade RWTH Aachen precisam de sistemas de altíssimo desempenho: “O novo supercomputador da Bull é um instrumento vital para os nossos cientistas das áreas de engenharia, biologia, química, matemática e ciência da computação. Ele irá contribuir para importantes avanços em várias áreas onde a Universidade utiliza simulação por computador, seja na melhor compreensão dos fenômenos naturais, no descobrimento de materiais novos ou no desenvolvimento de novos processos técnicos”, explica o Professor Christian Bischof, diretor doCentro de Computação e Comunicação e titular da cadeira de Computação Científica na Universidade RWTH Aachen.

“Escolhemos a Bull porque buscávamos um parceiro em Computação de Alto Desempenho (HPC) no qual tivéssemos total confiança e que soubesse como atender as nossas necessidades atuais e futuras e também porque a arquitetura do sistema proposto atendeu perfeitamente as demandas dos nossos pesquisadores e das suas áreasde atuação” , acrescentou ele.

O Centro de Computação e Comunicação da RWTH é o principal fornecedor de computação para toda a Universidade. HPC e realidade virtual para a visualização e análise dos resultados são vistas como áreas estratégicas para a Universidade.  Ambas as tecnologias apóiam as principais áreas de atuação dos engenheiros e cientistas com a ajuda de simulação, que em muitas áreas se transformou no terceiro pilar da ciência, juntamente com a teoria e a experimentação.

Como explica o ProfessorBischof:“Uma partedo novo supercomputador da Universidade RWTH Aachen estará à disposição exclusiva dos cientistas da Jülich Aachen Research Alliance (JARA),que irão compor a baseda ‘JARA-HPC Partition’. Ou seja, futuramente os cientistas da JARA terão acesso a uma plataforma computacional de alto desempenho que, juntamente com as habilidades de HPC daJARÁ, resultará em um ecossistema HPC destinado a suportar a simulação científica.”

Desempenho do sistema: comparativamente…



  • Potência total do sistema –300 Tflop/s (300 Tflop/s = 300 x 1012operações por segundo). Praticamente 10.000 vezes mais rápido do que o PC desktop mais rápido disponível atualmente. 

  • A velocidade da luz é de 30 centímetros por nanossegundo. Neste mesmo tempo, o supercomputador da RWTH será capaz de completar 300.000 operações.

  • O sistemaé capaz de gravar até 19GB de dados por segundo no sistema de armazenamento anexado (ASS): o equivalente a quatro DVDs.

  • O disco do sistema tem uma capacidade de três Petabytes, ou seja, 3 milTerabytes (3 x 1015 bytes). Um reprodutor de MP3 funcionando ininterruptamente levaria 6 milanos para reproduzir todo esse volume de dados.

  • Seu poder de processamento colocaria esse novo computador entre os 30 supercomputadores mais poderosos do mundo, comparado com os publicados recentemente na lista TOP500 (top500.org).



Principais áreas de aplicação

Mais de mil cientistas, assim como centenas de estudantes, já estão utilizando os recursos fornecidos pelo Centro de Computação e Comunicação, o que significa que serão desenvolvidos e utilizados inúmeros aplicativos, para ambiente Windows e Linux, no RWTH. O poder computacional quintuplicado abrirá novas possibilidades para esses engenheiros e cientistas.

Todas as principais disciplinas daUniversidadeusam HPC para exploraro universo – tanto no seu menor nível imaginável, nas áreas de nanotecnologia, biônica, partículas elementares em física e química, como em escalas infinitamente grandes como nas áreas de meteorologia, gerenciamento de energiae técnicas de processamento.

Por exemplo, a criação de dutos precisos exige conhecimento detalhado do comportamento de matéria prima metálica com relação à sua microestrutura durante a fundição, laminação, solidificação e solda. A Universidade RWTH Aachen também se interessa pelo futuro da informação etécnicas de comunicação, mobilidade e transporte.

A crescente complexidadedos problemas técnicos e científicos exigirá uma colaboração cada vez mais próxima entre especialistas de várias disciplinas.  Os engenheiros estão trabalhando com os matemáticos e especialistas em TI na solução de questões. Assim a Universidade RWTH Aachen está realmente intensificando o conhecimento e a pesquisa interdisciplinar. Por exemplo, em 2002 foi criado o curso interdisciplinar sobre“Ciência da Engenharia Computacional”.

 “Estamos muito honrados e acreditamos que o contrato para a aquisição desse supercomputador é o ponto de partida de uma cooperação de longo prazo, que se estende além do desempenho do sistema”, comenta Michael Gerhards, diretor-geral da Bull Alemanha. “Como resultado, a Universidade RWTH Aachen, a Bull e os nossos parceiros farão uma contribuição decisiva para o pólo de pesquisa deReno Norte -Westphalia, assim como para a proteção ambiental.”

Como parte dessa cooperação, o Centro de Computação e Comunicação daUniversidade RWTH Aachene a Bull irão trabalhar juntos na otimização de aplicações HPC padrão como OpenFOAM, para arquiteturas híbridas em cluster, para aproveitar ao máximo esses tipos de arquiteturas. Nesse tipo de arquitetura, são reunidos vários sistemas com diversos processadores e grande capacidade de memória em uma rede de alto desempenho.Essa arquitetura aproveita ao máximo os benefícios dos padrões MPI (MessagePassing Interface) e da memória significativa disponível em OpenMP: uma interface de programação de aplicativos que os cientistas do Centro de Computação e Comunicação de Aachen já vêm utilizando com sucesso há algum tempo.

Usuários do mercado também irão se beneficiar do novo supercomputador. “Hoje a simulação por computador exerce um papel importante no desenvolvimento e produção, em praticamente todos os setores do mercado”, disse Joachim Redmer, diretor das atividades HPC da Bull Alemanha. “É algo sempre abordado nas nossas conversas com os clientes industriais. A Universidade RWTH Aachen é conhecida principalmente pela sua especialização em engenharia. Com o novo supercomputador Bull e como parte da nossa cooperação,nós garantiremos que o mercado irá se beneficiar desse incrível desempenho e agilidade, com a melhora no diferencial competitivo na nossa área de atuação e inovação da ciência.”

Como parte de um projeto conjunto de pesquisa subsequente, o Centro de Computação e Comunicação de RWTH e a Bull também irão trabalhar para melhorar a eficiência do processamento dosupercomputador, para que cada operação consuma menos energia. O consumo de eletricidade de um sistema desse porte chega praticamente a um megawatt (o equivalentea 200 residências), uma questão delicada, especialmente no tocante à proteção ambiental. “Nossa meta é reduzir substancialmente o consumo de eletricidade, usando para isso software desenvolvido como resultado da nossa colaboração, sem impacto perceptível no desempenho”, explica Klaus Brühl, diretor do Centro de Computação e Comunicação da Universidade RWTH Aachen. “Esse avanço em termos de ambiente ecologicamente correto certamente terá um efeito bastante positivo nos custos operacionais.

O novosupercomputador tem prazo de entrega previsto para março de 2011 e entrará em operação em maio de 2011.


Especificações técnicas do novosupercomputador Bull para aUniversidade RWTH Aachen


O sistema, em plataforma bullx, conta com 28 mil núcleos de processamento mais avançados da Intel (Intel® Xeon® séries 5600 e 7500), com desempenho de 300 Teraflops(300 x 1012 operações por segundo).


O sistema que compreende duas partes oferece várias opções de paralelização. A poderosa seção paralela (MPI) inclui 1.350 nós de processamento B500 bullxcom um total de 16.200 núcleos. A seção SMP (multiprocessamentosimétrico) inclui 11.456 núcleos, agrupados em 181 supernósS6010/S6030 bullx, cada qual equipado com 64 núcleos com memória compartilhada de alta capacidade. Esses nós estão, por sua vez, agrupados em um cluster em larga escalaque pode ser programada com a MPI.

Mais de 90 terabytesde memória ao vivo estão disponíveis em todos os 1.500 nós no cluster.

O sistema de armazenamento tem capacidade total de trêspetabytes (3,000 terabytes) e uma largura de banda agregada de 19 GB/seg.

Os nós do sistema são conectados via rede QDR InfiniBandinterconectada.

A Bull é a criadora do supercomputador desse projeto, que não apenas vem com nós bullxdesenvolvidos pelas próprias equipes de pesquisa e desempenho da companhia, mas também com as melhores tecnologias do mercado como os processadores Intel, o sistema de armazenamento Data Direct Networks e o gerente de lote Platform LSF.

Para obter mais informações, acesse: www.bull.frou www.rwth-aachen.de


 


Sobre aUniversidade RWTH Aachen


Com 260 institutos em nove locais, a Universidade RWTH Aachen é uma das maiores instituições da Europa em pesquisa e ciências. Hoje cerca de 31.400 alunos estão matriculados em 100 programas acadêmicos. Mais de 5.200 desses alunos vêm de 130 países diferentes.

A educação científica que os alunos recebem na RWTH Aachen é fundamentada em aplicações p-ara o mundo real. Por isso, os formandos são procurados imediatamente pelas empresas como estagiários e cargos executivos.

Rankings nacionais e internacionais mostram que os formandos têm total aptidão para administrar tarefas complexas, resolver problemas, trabalhar em equipe e assumir posições de liderança. Não é de se surpreender que um entre cinco membros de conselhos de empresas alemãs tenha sido aluno da RWTH Aachen.

A força inovadora da Universidade também se mostra no grande número de start-upsnaárea: nos últimos vinte anos foram fundadas mais de 1.250 spin-offs e criados perto de 30 mil cargos na região de Aachen. AUniversidadeem si é a maior empregadora de Aachen e das redondezas, contribuindo para a educação profissional de jovens mais do que qualquer outra empresa ou instituto da região. AUniversidade continuará a contribuir com o crescimento e desenvolvimento da região, antes primordialmente uma área de mineração e hoje prestes a se transformar em um centro de alta tecnologia.

Excelência em ensino e pesquisa é a base daUniversidadeque trabalha com outras grandes instituições de ensino e universidades técnicas de todo o mundo.Só para dar um exemplo, a RWTH participa da liga IDEA, uma rede de grandes universidades de tecnologia da Europa, que define padrões especiais de programas de graduação e acadêmicos. Essa colaboração internacional também melhora a posição da Universidade perante a concorrência, formando  alunos altamente capacitados e motivados da Alemanha e de outros países do mundo.

As instituições de educação e pesquisa de acordo com o modelo da RWTH Aachen na Tailândia e Omã comprovam o sucesso do método da RWTH. A aprovação de verba para três locais de excelência, uma escola de graduação e a estratégia institucional “RWTH Aachen 2020: Meeting Global Challenges” da Iniciativa de Excelência da Alemanha ajudará aUniversidade RWTH Aachen a consolidar seu diferencial internacionalmente.



Sobre o Centro de Computação e Comunicação


O Centro de Computação e Comunicação e a Universidade RWTH Aachen compõem um corpo único que oferece serviços de computação e comunicação e recursos para todos os institutos, funcionários e alunos daUniversidade. Particularmente, o Centro é responsável pelo planejamento, operação e oferta de facilidades de comunicação, visualização e comunicação, oferecendo também outros serviços onde seria impossível ou inadequado para um único instituto oferecer. O Centro também suporta usuários e os aconselha como aproveitar melhor as ferramentas à disposição. 



Por exemplo, o Centro oferece suporte metodológico à realidade virtual – umaárea onde a Universidade se envolveu no desenvolvimento de novas técnicas de visualização  espacial e computação de alto desempenho, oferecendo otimização de código e paralelização e suporte a projetos de pesquisa. Além disso o Centro instalou e administra a rede da Universidade, sendo responsável por toda a estratégia de computação.

O Centrofirmou parcerias com várias empresas e busca prosperar através da colaboração  com outras universidades regionais e nacionais, para o compartilhamento de recursos científicos – especialmente como membro da associação do Norte Reno-Westphaliade estabelecimentos de ensino superior. O objetivo é criar uma rede regional de capacitações e compartilhar recursos entre as universidades.  

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