Grüner Supercomputer für Saudi-Arabien

Der neue saudi-arabische Supercomputer SANAM hat seine Tests am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt bestanden. Jetzt heißt es für den grünen Rechner Abschied nehmen vom kühlen deutschen Wetter. Der Umzug an die "King Abdulaziz City for Science and Technology" in Riad steht an.

SANAM steht für eine neue Generation besonders energieeffizienter Supercomputer. Die Rangliste Green500 der weltweit sparsamsten Computer führte ihn bei seiner Inbetriebnahme Ende 2012 auf Platz 2. Im Ranking der schnellsten Supercomputer kam er auf einen beachtlichen 52. Platz und liegt mit seinen 532 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde aktuell immer noch auf Rang 59. Den Namen haben die Verantwortlichen übrigens mit Bedacht gewählt: "Sanam" steht im Arabischen für "Spitze" und bezeichnet ursprünglich den Höcker eines Kamels, in dem genug Fettreserven gespeichert sind, um zwei Wochen bei großer Hitze durchzuhalten.

Seine Effizienz verdankt SANAM vor allem seiner speziellen Architektur, die Experten am Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) entwickelt haben. Das Konzept beruht auf einem Cluster von vernetzten Servern, deren Prozessoren durch handelsübliche Grafikkarten beschleunigt werden. Effizient nutzen lässt sich die geballte Rechenpower aber nur dank einer eigens entwickelten Systemsoftware, die die verschiedenen Kalkulationen möglichst geschickt auf parallele Rechenwege umsetzt und so auf die Server verteilt, dass diese gleichzeitig am selben Problem arbeiten können.

Ein raffiniertes Kühlungssystem macht den Großrechner zum Energiesparer. Die Stromkosten erreichen bei Geräten dieser Art oft mehrere Hunderttausend Euro im Monat. Bis zu 50 Prozent des Energieverbrauchs gehen dabei für die Kühlung drauf. Bei SANAM sind es dagegen nur fünf bis sieben Prozent. Ventilatoren in den Computerschränken blasen die heiße Luft von den Chips auf Wärmetauscher in den Wänden, die sie über eine einfache Wasserkühlung auf angenehme Temperaturen bringen. Dadurch gelangt heiße Luft gar nicht erst nach draußen, was die externe Kühlung sehr viel einfacher macht. Diese Art der Kühlung erleichtert außerdem die gesamte Infrastruktur, in die der Rechner integriert werden muss. Rechenzentren besitzen oft komplexe Kühlsysteme, doppelte Böden und große Räume, um die Abwärme der Computerchips abzuführen.

SANAMs bevorstehender Umzug nach Riad gestaltet sich leichter als man vielleicht denkt. Der einfache, modulare Aufbau des Supercomputers macht dies möglich.Die Techniker schrauben die 300 Server aus den 15 "Racks" genannten Computerschränken und verpacken die Teile fein säuberlich in kleine Kisten. Auf 80 Paletten verteilt werden die Einzelteile per Lastwagen zum Flughafen transportiert. Per Luftfracht geht es dann weiter nach Saudi-Arabien. Mitte Februar soll der Rechner dann in Riad wieder in Betrieb gehen.

SANAM soll an der "King Abdulaziz City for Science and Technology", die dem König direkt unterstellt ist, vor allem in der Seismik, Luftfahrt, Bioinformatik, Wetterforschung und bei Simulationsrechnungen Anwendung finden. Volker Lindenstruth, Professor für Architektur von Hochleistungsrechnern an der Goethe-Universität Frankfurt, freut sich über die Kooperation: "Grüne Computertechnologie ist ein wichtiges Zukunftsfeld, das weltweit immer mehr Beachtung findet."

Für die Entwickler bedeutet SANAM einen weiteren wichtigen Schritt auf dem Weg zu einem energiesparenden Rechenzentrum namens Green Cube für den neuen Teilchenbeschleuniger FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) am GSI in Darmstadt. Der erste Supercomputer nach dem Frankfurter Konzept war der 2010 in Betrieb gegangene LOEWE-CSC, der an der Universität Frankfurt seinen Dienst tut. Realisiert hat ihn das FIAS gemeinsam mit dem Helmholtz International Center for FAIR, an dem auch GSI, die Helmholtz-Gemeinschaft und die Universitäten von Frankfurt, Darmstadt und Gießen beteiligt sind. Dieser Großrechner katapultierte Frankfurt aus dem Nichts in die Spitzenränge energieeffizienter Supercomputer. Da erwies es sich für alle Beteiligten als vorteilhaft, das zweite Modell nach Frankfurter Bauart vor Ort bei Darmstadt aufzubauen und zu testen, wo der Nachfolger den Geheimnissen der Materie auf die Spur kommen soll.