Kraft der zwei Herzen: HPC und Supercomputing nach Bedarf

In diesem Artikel lesen Sie, 

• wie die Telekom Cloud-Ressourcen mit Supercomputing-Kapazitäten in Stuttgart kombiniert,
• wie Unternehmen von der Kombination aus High Performance Computing aus der Public Cloud und Supercomputing profitieren
• und was diese Kombination derzeit einzigartig am Markt macht.

Darf es ein bisschen mehr sein? Es gibt Workloads, die sind selbst für High Performance Computing (HPC) in der skalierbaren Public Cloud zu groß. Zum Beispiel dann, wenn es bei hochkomplexen Berechnungen oder Analysen auf sehr hohe Geschwindigkeit ankommt. Dann können Kapazitäten eines hochspezialisierten, klassischen Supercomputers helfen. Doch was ist der Unterschied zwischen HPC aus der Public Cloud und einem Supercomputer? „In klassischen Cloudumgebungen wie der Open Telekom Cloud stößt man bei der derzeit eingesetzten Technologie  bei circa 1.000 gleichzeitig mit einer Problemstellung beauftragten x86-Rechenkernen an eine natürliche Grenze“, sagt Alfred Geiger, Geschäftsführer der Höchstleistungsrechner für Wissenschaft und Wirtschaft GmbH (HWW), der gemeinsamen Betriebsgesellschaft des Höchstleistungsrechenzentrums Stuttgart (HLRS), der T-Systems, der Porsche AG und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). 

Ein Grund für das Limit ist das Netzwerk: Die Rechenkerne müssen untereinander zu jeder Zeit blockierungsfrei mit geringer Latenz und ausreichender Bandbreite kommunizieren können, damit das Cluster effizient arbeiten kann. Die dazu notwendige Packungsdichte und Kommunikationsinfrastruktur würde den Rahmen einer General-Purpose-Cloudumgebung bei weitem sprengen. Geiger: „Im Hochleistungsrechenzentrum in Stuttgart können wir Workloads mit derzeit bis zu 180.000 Kernen abarbeiten, also bis zu 180-mal komplexer oder schneller. Das liegt an der Architektur der Hardware, die vollständig auf Supercomputing ausgelegt ist.“

Damit sind die Stuttgarter Rechenkapazitäten optimal geeignet für sehr komplexe Problemstellungen, die in sehr kurzer Zeit gelöst werden müssen. Dabei bieten die HLRS-Ressourcen ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal: Unternehmen können sie – genau wie die High-Performance-Computing-Ressourcen aus der Open Telekom Cloud – bedarfsgerecht buchen. „Damit bieten wir einen flexiblen Supercomputer, der mit dem Bedarf skaliert“, sagt Alfred Geiger. „Unternehmen zahlen nur die Supercomputing-Ressourcen, die sie benötigen. Das ist bis dato einmalig am Markt. Denn andere Anbieter stellen Supercomputing-Ressourcen in der Regel nur dediziert bereit. Das kann mitunter deutlich höhere Kosten verursachen.“

Das Höchstleistungsrechenzentrum in Stuttgart ist mit einer dedizierten Netzwerkverbindung direkt an die Rechenzentren der Open Telekom Cloud in Magdeburg und Biere angebunden. Damit können Unternehmen die Ressourcen der Public-Cloud- und des Supercomputing-Rechenzentrums problemlos miteinander kombinieren.

Die Telekom bietet somit für jedes denkbare, komplexe Problem genau die Rechenkapazitäten, die Unternehmen jeweils benötigen: Anwendungen mit Implizit-Codes beispielsweise, die sehr hohe I/O-Geschwindigkeiten voraussetzen, können mit HPC-Flavors in Kombination mit schnellem Nonvolatile Memory express (NVMe) Storage der Open Telekom Cloud bestmöglich umgesetzt werden. 

Komplexe CAE-Anwendungen aus dem Bereich Product Lifecycle Management (PLM) funktionieren hingegen optimal mithilfe der Supercomputing-Kapazitäten aus Stuttgart. „Die kluge Kombination aus beidem – HPC und Supercomputing – bietet viele Vorteile“, sagt Max Guhl, Chapter Lead – HPC on Open Telekom Cloud. „Unternehmen können höchst anspruchsvolle Workloads innerhalb eines Rechenzentrum-Verbunds in Auftrag geben. Und erhalten für jeden Anwendungsfall immer die richtige Lösung, die sie bedarfsgerecht nutzen können.“

Das Stuttgarter HLRS wurde 1996 als erstes nationales Hochleistungsrechenzentrum in Deutschland gegründet. Die Kapazitäten werden unter anderem von mehr als 1.000 deutschen wissenschaftlichen Einrichtungen und unzähligen Unternehmen verwendet; meist zu Forschungs- und Entwicklungszwecken. Den organisatorischen Rahmen für die industrielle und kommerzielle Nutzung bildet die  Höchstleistungsrechner für Wissenschaft und Wirtschaft GmbH (HWW), an der unter anderem T-Systems beteiligt ist.