NEC rüstet seine Server auf und setzt dabei auf Skalierbarkeit

Cluster: Enorme Power in Telefonzellen-Größe

Markus Henkel

Immer dann, wenn mit viel Datenaufwand geforscht und entwickelt wird, sind so genannte High Performance Computing Cluster (HPC) gefragt. Das japanische Unternehmen NEC liefert seit Jahren maßgeschneiderte Cluster-Lösungen für die wissenschaftliche Forschung. Jetzt hat der Cluster-Hersteller Neuerungen der LX-Serie bekannt gegeben. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Erhöhung der Leistung, Skalierbarkeit und Verfügbarkeit bei gleichzeitiger Verringerung von Energie und Raum.

So bedeuten hohe Energiekosten und teure Mieträume meist schon das "Nein" für einen Cluster. NEC scheint diesen Trend zum Sparen erkannt zu haben und hat mit dem neuen Server HPC 144Rc-1 einen Platz-sparenden Rechenknoten aus sehr leistungsfähigen Komponenten entwickelt. Er besitzt zudem zwei Motherboards, in nur einem so genannten 1U Gehäuse. Hierbei handelt es sich, für die Baureihe eines Rack-Servers, um einen einheitlichen Formfaktor (1U entspricht 4,45 Zentimetern).

Die Kraft der zwei Server

Für seine Rechenknoten stehen bei NEC ab sofort Server mit 16 Einzelkernen zur Verfügung. Kernstück sind zwei Motherboards mit jeweils 2 Prozessoren der Harpertown Serie (Quad-Core Intel Xeon Series 5400) mit einem 1600 MHz FSB. In der maximalen Ausstattung sind zweimal 32 GB Hauptspeicher konfigurierbar. Mit der Technologie von ScaleMP können diese 64 GB als gemeinsamer Hauptspeicher von allen 16 Einzelkernen parallel genutzt werden. Daraus ergibt sich ein extrem leistungsstarker Server mit einer theoretischen Spitzenleistung von über 200 Gigaflops.

Der Cluster: Eine Architektur für sich

Doch um das Besondere des Clusters zu verstehen, sollte man sich die allgemeine Architektur der HPC-Maschinen mal genauer anschauen. So ist ein Cluster zu aller erst einmal ein parallel oder verteilt arbeitendes System, das aus direkt miteinander verbundenen Einzelrechnern besteht, die wie ein einziges System zusammenarbeiten. Die Verbindung der Einzelrechner erfolgt über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk wie zum Beispiel Infiniband. Jeder Rechner kann ein Einzel- oder Mehr-Socket-System mit Single-, Dual- oder Quadcore-Prozessoren sein.

Der NEC Cluster im Detail

Denkbar sind auch Systeme mit vollkommen identischen Einzelrechnern oder auch heterogene Systeme mit unterschiedlichen Speicherressourcen. Ein Cluster wird dazu immer zentral von einem Masterknoten verwaltet. Dieser ist für die zentrale Administration, für die Kommunikation mit der Außenwelt und den externen Netzwerkverkehr zuständig. Er verteilt aber auch, nach einer bestimmten Vorgabe, die von Usern in Auftrag gegebenen Jobs auf dem Cluster. Die allgemeinen Rechenknoten dienen dagegen lediglich der Abarbeitung der Applikationen.

"Der Einsatz und die Bandbreite der Applikationen bestimmen im Wesentlichen das Design eines Clusters. Die Performance der Einzelrechner, die Latenz und Bandbreite des Hochgeschwindigkeitsnetzes sowie die Kapazität und Bandbreite des File-Systems müssen genau aufeinander abgestimmt sein", so Thomas Schoenemeyer, Manager HPC Presales bei NEC, über die Feinheiten beim HPC. Bei maximalem Ausbau ergibt sich damit für den neuen NEC-Cluster eine theoretische Spitzenleistung von 29 Teraflops.

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