Massivparalleler Hochleistungsrechner mit schnellem Netzwerk
Final Report Abstract
Die Arbeitsgruppen der Universität Duisburg-Essen mit rechnergestütztem Forschungsprofil nutzen seit Juli 2010 ein massiv paralleles CRAY-XT6m-System mit insgesamt 4128 Prozessorkernen, das als Forschungsgroßgerät nach Art. 91b GG beschafft wurde. Eine Vielzahl von überwiegend materialwissenschaftlichen Projekten wurde mit Hilfe des Rechners, der bei Inbetriebnahme im Frühsommer 2010 weltweit auf Rang 447 der leistungsfähigsten Großrechner stand (http://www.top500.org/lists/2010/06), berarbeitet. Unter Materialaspekten reichte die Bandbreite der untersuchten Systeme von magnetischen shape-memory-Materialien und spintronischen Dünnschichtsystemen über technologisch relevante Polymer/Wasser-Systeme hin zu granularer Materie und zu Arterienwänden. Die Bandbreite der untersuchten Prozesse reicht vom Elektronen-und Protonentransport über die Viskositätseigenschaften von Schüttungen hin zur Gasdynamik in Verbrennungsreaktoren. Da das CRAY-XT6m-System von Arbeitsgruppen aus Mathematik (AG Klawonn), Physik (AGs Entel, Kratzer, König, Wolf), Chemie (AG Spohr) und Ingenieurwissenschaften (AG Kempf) für die Erforschung eines solch breiten Spektrums von Materialien und Prozessen genutzt wurde, ist es kaum möglich, einen Gesamtbericht so zu erstellen, dass er den sehr heterogenen wissenschaftlichen Fragestellungen, projektspezifischen Zielsetzungen und Anwendungen gerecht werden kann. Es werden daher im folgenden jeweils ein oder zwei Projekte aus den die Maschine hauptsächlich nutzenden Arbeitsgruppen kurz beschrieben. Darüber hinaus wurde die Maschine naturgemäß auch zu kleineren Testrechnungen für Projekte in statu nascendi und von anderen Gruppen, z. B. aus der Biologie genutzt. Das im ursprünglichen Antrag für die BlueGene-Architektur dargelegte Betriebskonzept wurde mit entsprechenden Modifikationen auf der CRAY-XT6m-Architektur umgesetzt. Die Maschine ist am Campus Duisburg der Universitat Duisburg-Essen aufgestellt, das System-Management wird vom Zentrum für Informations- und Mediendienste (ZIM) der Universität durchgeführt. Nutzerzugang, Batchsystem und globales Dateisystem (das im vergangengen Jahr aus Mitteln des ZIMs erweitert wurde) funktionieren problemlos und sind die Basis für ein erfolgreiches und produktives wissenschaftliche Arbeiten an der Universität Duisburg-Essen. Aufgrund ihrer Stabilität, Zuverlässigkkeit und Geschwindigkeit wurde das CRAY-XT6m-System für Simulationsrechnungen in vielen Disziplinen zu einem essentiellen und unverzichtbaren Werkzeug der Forschung. Hochschulintern stellte das gemeinsam erfolgreich betriebene System darüber hinaus einen wichtigen Nukleationspunkt für die Bündelung der Expertise verschiedenster Arbeitsgruppen dar, was sich im 2011 gegründeten Center of Compuatational Sciences and Simulation (CCSS) an der Universitat Duisburg-Essen manifestierte (http://www.uni-due.de/ccss). Das CCSS unterstützt die vielfältigen rechnergestützten Aktivitäten der Universität und macht diese nach außen sichtbar. Alle Nutzergruppen des Cray-XT6m-Systems sind Mitglieder des CCSS.
