Nederlandse wetenschappers bouwen minisupercomputer van 0,2 petaflops

Nederlandse onderzoekers van verschillende disciplines hebben de handen ineengeslagen bij de ontwikkeling van een compacte supercomputer die slechts vier 2U-rackservers inneemt, maar een rekenkracht heeft van 0,2 petaflops. Het systeem bevat Power8-chips en Nvidia P100-accelerators.

De wetenschappers hebben het systeem Little Green Machine II genoemd en stellen het beschikbaar voor onderzoekers in de oceanografie, informatica, kunstmatige intelligentie, algoritmiek, financiële modellering en sterrenkunde. Deze laatste groep zal de voornaamste gebruiker zijn, verwacht Simon Portegies Zwart van de Universiteit Leiden, waar Little Green Machine II staat. "Wij hebben de meeste ervaring met het gebruik van dit soort systemen."

Portegies Zwart benadrukt wel dat de machine voor veel onderzoekers toegankelijk wordt en hoopt onderzoekers die minder ervaring hebben met het omgaan met veel rekenkracht, juist enthousiast te maken. De Little Green Machine II is ook tot stand gekomen omdat meerdere onderzoeksgroepen de behoefte hadden aan de makkelijke beschikbaarheid van veel rekenkracht.

Het systeem beslaat vier 2U-rackservers met elk twee Power8-processors van IBM en vier P100-accelerators van Nvidia, die opgetrokken zijn rond Pascal-gpu's. De processors en accelerators communiceren onderling via Nvidia's NVLink-interconnect, waardoor rekenwerk met een bandbreedte van 80GB/s verdeeld kan worden en ook geheugen gedeeld kan worden. De servers zijn met Infiniband-interconnects verbonden en een vijfde server zorgt voor onder andere de verbinding met het systeem voor dataopslag.

De keuze voor de hardware maakt dat het systeem niet alleen compact is, maar ook zuinig. IBM heeft geholpen met de bouw van het systeem, wat de keuze voor de Power Architecture verklaart. De eerste versie van Little Green Machine, eveneens in Leiden, was met Intel Xeon E5-2600-cpu's uitgerust en dus op de x86-architectuur gebaseerd. Dit betekent dat onderzoekers hun software moeten herschrijven, maar volgens Portegies Zwart is de prestatiewinst dit waard.

De nieuwe kleine supercomputer is ongeveer tien keer zo snel als zijn voorganger. Het systeem zal geen records neerzetten, maar daar is het de onderzoekers ook niet om te doen. De rekenkracht van ongeveer 200 teraflops is minder dan de uitbreiding die de Nationale Supercomputer Cartesius bijvoorbeeld vorig jaar kreeg. Dat clusteronderdeel biedt een rekenkracht van 284 teraflops met x86-onderdelen.

De bedoeling is dat het systeem zo flexibel mogelijk ingezet wordt. "We hanteren geen quotum. Wie rekenkracht nodig heeft, komt gewoon en kan de systeembeheerder vragen een node over te laten of te wachten tot er een beschikbaar is. Als iedereen tegelijk komt, kunnen we nadenken over een nieuwe machine of afspraken maken. De vorige stond 24 uur per dag volgeboekt en dat ging ook altijd goed", aldus Portegies Zwart.

De eerste tests zijn inmiddels uitgevoerd. Hierbij simuleerden de onderzoekers de botsing tussen de Melkweg en de Andromedanevel, die over ongeveer vier miljard jaar plaatsvindt. De bouw van Little Green Machine II kostte 200.000 euro, waar de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek een deel van verstrekt heeft. Het bedrijf ClusterVision werd in de arm genomen voor de bouw. Naast IBM hebben ook medewerkers van het CWI en de universiteiten van Leiden, Delft en Utrecht meegeholpen met de ontwikkeling.