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ISC2021 – Mit Alpha-Centauri-Platzierung, virtuellem Stand und spannenden Präsentationen

Platz 182 in der 57. Top500-Liste für das ZIH-System „Alpha Centauri“

In der traditionell zur ISC High Performance (ISC) veröffentlichten Top500-Frühjahrsliste der weltweit schnellsten Supercomputer erreichte das am Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH) der TU Dresden installierte System Alpha Centauri den Platz 182. Damit belegt der Supercomputing-Cluster der Technischen Universität Dresden den 17. Platz in Deutschland. Die Besonderheit dieser Platzierung ist, dass es unser Cluster mit nur 34 sehr leistungsfähigen Compute-Knoten in die aktuelle Liste geschafft hat. Bei der Beschaffung dieser Erweiterung lag der Fokus neben der reinen Rechenleistung v.a. darauf, den sehr speziellen Anforderungen der Nutzenden im Bereich KI und Maschinelles Lernen (ML) gerecht zu werden. 

Das Herzstück des HPC-Clusters und entscheidend für die Rechenleistung sind die insgesamt 272 NVIDIA A100 GPUs, von denen jeweils acht in einem Compute-Knoten enthalten sind. Ihre theoretische Maximalleistung bei Fließkomma-Operationen beträgt mehr als 2,6 PFlop/s bei 64-Bit (double precision), mehr als 5,3 PFlop/s bei 32-Bit (single precision) und mehr als 42 PFlop/s bei FT32-to-FP32 Tensor-Operationen. Darüber hinaus verfügt jeder Knoten über einen 1 TB großen Hauptspeicher und 3,2 TB lokalen NVMe-Cache, um die GPUs schnell mit Daten zu versorgen. Die schnelle Anbindung an den zentralen HPC-Speicherkomplex erfolgt über je zwei HDR-Infiniband-Karten mit 400 Gbit/s Netzwerkbandbreite bei sehr geringer Latenz. Die maximale Leistungsaufnahme eines Knotens beträgt 4,8 kW. Eine direkte Heißwasserkühlung (DLC) sorgt für hohe Energieeffizienz bei gleichzeitiger Nutzung der Abwärme. (Link: https://tu-dresden.de/zih/news/zih-ki-cluster-2021)

Das Ende Februar in Betrieb genommene System wurde von der NEC Deutschland GmbH bereitgestellt (https://www.scads.de/de/aktuelles/news/641-tu-dresden-nimmt-neuen-ki-cluster-von-nec-in-betrieb). Freie Kapazitäten stehen der Forschung darüber hinaus jedoch deutschlandweit im Rahmen des Nationalen Hochleistungsrechnens (NHR) zur Verfügung, für das das ZIH seit Januar 2021 als einer von acht Standorten durch den Bund und den Freistaat Sachsen gefördert wird (https://tu-dresden.de/zih/news/nhr-am-zih-der-tud). 

"Angesichts der explodierenden HPC- und Analyse-Bedarfe in immer weiteren wissenschaftlichen Anwendungsgebieten – insbesondere aber aufgrund des zu erwartenden weiteren Zuwachses im Hinblick auf Datenvolumen, -größe und -komplexität dieser Anwendungen – muss das ZIH die Leistungsfähigkeit seiner Computing-Infrastruktur kontinuierlich mithilfe der neuesten Technologien steigern und dabei auch das Design seiner Rechnerarchitektur immer wieder neu durchdenken. Mit den Anforderungen unseres KI-Kompetenzzentrums ScaDS.AI und der gelebten engen Zusammenarbeit von HPC-, Big-Data-, Performance-, I/O-Expert:innen usw., bei permanenter direkter Rückkoppelung in die verschiedenen Fachwissenschaften, bleibt dann noch die Herausforderung, die Leistungsfähigkeit dieser Systeme durch geeignete Methoden effizient auszuschöpfen.“, resümiert Prof. Wolfgang E. Nagel, als Leiter des ZIH und wissenschaftlicher Sprecher von ScaDS.AI Dresden/Leipzig im Hinblick auf die aktuelle Top500-Platzierung.  

Der neue Supercomputing-Cluster wurde in die bestehende leistungsfähige HPC-Infrastruktur des ZIH integriert. Neben den spezialisierten HPC-Ressourcen bieten wir unseren Nutzenden individuellen Support und umfassende Beratung an, um die Systeme effizient für die wissenschaftliche Forschung einzusetzen. Das ZIH-Weiterbildungsangebot wird derzeit in enger Abstimmung mit den andren NHR-Standorten massiv ausgebaut. Für die ZIH-Methodenschwerpunkte Big Data und Datenanalyse sowie -Management, Maschinelles Lernen, Tiered-Storage-Architekturen und I/O-Optimierung sowie Leistungs- und Energieeffizienzanalyse und -optimierung werden dedizierte Formate erarbeitet, die noch in diesem Sommer beginnen sollen.

ScaDS.AI Dresden/Leipzig und das ZIH präsentiert sich mit virtuellem Stand und wissenschaftlichen Beiträgen

Mit dieser ganz realen Top500-Patzierung kann das ZIH seine sonst leider nur virtuelle Messepräsenz auf der diesjährigen ISC abrunden. Auf dem virtuellen Messestand stellen wir ein breites Spektrum unserer aktuellen Arbeiten in den Bereichen Hochleistungsrechnen, Machine Learning und High Performance Data Analytics vor, das wir im wissenschaftlichen ISC-Programm mit zahlreichen virtuellen Konferenzbeiträgen über die Themenschwerpunkte unserer Forschung von KI, Machine Learning und Data Analytics über Performanceanalyse von HPC-Anwendungen, bis hin zur Vorstellung der von uns entwickelten Performance-Werkzeuge sowie einem LLVM-Compiler-Workshop untermauern.

Zum virtuellen ZIH-Messestand: https://booth.zih.tu-dresden.de 

ZIH-Beiträge zum wissenschaftlichen Konferenzprogramm (https://www.isc-hpc.com/schedule.html):

  • "Hands-on Practical Hybrid Parallel Application Performance Engineering“, Tutorial mit Bill Williams (ZIH) am 24. Juni, ab 14:00 Uhr

  • "Guidelines for HPC data center monitoring and analytics framework development“, BoF-Session mit Thomas Ilsche (ZIH) am 30. Juni, ab 14:00 Uhr

  • „Performance Analysis for new HPC programming models”, Focus-Präsentation von Andreas Knüpfer (ZIH) am 1. Juli, ab 15:35 Uhr

  • „4th HPC Applications in Precision Medicine Workshop" von Andreas Deutsch (ZIH) am 2. Juli, ab 14:00 Uhr

  • "Machine Learning on HPC Systems“, Workshop mit Sunna Torge (ZIH) und Peter Winkler (ZIH) sowie Nico Hoffmann (TU Dresden) am 2. Juli, ab 14:00 Uhr

  • „LLVM-CTH: The Second Workshop on LLVM Compiler and Tools for HPC“ mit Anja Gerbes (ZIH) am 2. Juli, ab 14:00 Uhr

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Über das ZIH

Das ZIH ist das universitäre IT-Zentrum der TU Dresden. Seit mehr als 20 Jahren betreibt es HPC-Systeme als Kompetenzzentrum für Hochleistungsrechnen – stets mit dem Fokus auf datenintensiven Anwendungen. Seit Anfang 2021 ist das ZIH eines von acht NHR-Zentren in der Initiative "Nationales Hochleistungsrechnen" der Gemeinsamen Wissenschaftskonferenz (GWK) und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und unterstützt damit die akademische Forschung in ganz Deutschland.