De nationale supercomputer

Op weg naar exascale-computing

Geschiedenis: CDC en Cray

Nederland telt een aantal supercomputers, systemen die als een geheel aan complexe rekentaken kunnen werken. Het KNMI heeft bijvoorbeeld een omvangrijk cluster, dat werkt aan weer- en klimaatmodellen. Tweakers ging er in 2012 langs voor een videoreport. In Groningen stond lange tijd een IBM Blue Gene-cluster van de Universiteit Groningen en Astron, het instituut voor radioastronomie, realtime-telescoopdata te verwerken. In België biedt het bedrijf Cenaero rekendiensten aan met een bijzonder krachtig systeem en dit jaar moet er een nieuwe Vlaamse supercomputer bij de KU Leuven in werking gezet worden die tot de honderdvijftig krachtigste systemen ter wereld moet gaan behoren.

Van niet ieder systeem is even duidelijk waar en bij wie het staat. Zo staat er in de top vijfhonderd van supercomputers van Hewlett-Packard een Nederlands cluster bij een niet nader genoemde 'it service provider'. Bovendien is lang niet ieder systeem publiekelijk bekendgemaakt. Zo zijn er wellicht high- performance-computingsystemen bij overheidsorganen als inlichtingendiensten waar niets over bekend is.

Een reusachtig rekenmonster

Een systeem dat nadrukkelijk wel in de openbaarheid treedt, is de 'nationale supercomputer'. Dit is het belangrijkste rekensysteem voor de Nederlandse universitaire wereld. Wetenschappers kunnen hiervan gebruikmaken om grote hoeveelheden data te verwerken, taken waar andere systemen weken, maanden of zelfs jaren over zouden doen. Het omvangrijke systeem staat in een relatief bescheiden ruimte bij SURFsara op het Science Park in Amsterdam. Binnenkort krijgt het een plek in het Nationale HPC Datacentrum dat op het Science Park in aanbouw is.

SURFsara is in 1971 opgericht als SARA door de Universiteit van Amsterdam, de Vrije Universiteit Amsterdam en het Centrum voor Wiskunde en Informatica als verantwoordelijk instituut voor de ict-infrastructuur voor onderzoek. In de hoedanigheid van Nationaal HPC Centrum huisvest de organisatie al sinds 1984 supercomputers, te beginnen met de Control Data Corporation Cyber 205, een voor die tijd reusachtig rekenmonster.

Dit systeem bood in zijn eerste configuratie een piekrekenkracht van 0,1 gigaflops, oftewel 100 miljoen floatingpointbewerkingen per seconde. Ter vergelijking: een enkele Core i7-6700K biedt volgens de benchmark Linpack een rekenkracht van meer dan 200Gflops, een GeForce GTX 980 Ti gaat over de 5000Gflops: respectievelijk 200 miljard en 5000 miljard flops dus.

In de jaren tachtig en negentig werd de CDC opgevolgd door Cray-, SGI- en IBM-systemen, en bleef Sara de standplaats voor nationale supercomputers, met namen als Elsa, Teras, Aster en Huygens.

SURFsara Nationale Supercomputers
Jaar	Systeem	RPeak Gflops	kW	Gflops/kW
1984	CDC Cyber205-­611	0,1	250	0,0004
1988	CDC Cyber205-­642	0,2	250	0,0008
1991	CrayY-­MP4/464	1,33	200	0,0067
1994	Elsa: Cray C98/4256	4	300	0,0133
1997	Elsa: CrayC916/121024	12	500	0,024
2000	Teras: SGI Origin 3800	1024	300	3,4
2004	Aster: SGI Origin 3800 +SGI Altix 3700	3200	500	6,4
2007	Huygens: IBM p575 Power5+	14.592	375	40
2008	Huygens: IBM p575 Power6	62.566	540	116
2009	Huygens: IBM p575 Power6	64.973	560	116
2013	Cartesius: Bull bullx B710 + R428 E3	270.950	245	1106
2014	Cartesius: + Bull bullx B515 (Nvidia K40m)	+209.933	+44,4	4728
2014	Cartesius: Bull bullx compleet (+B720)	1.559.155	791	1971

Huygens was de voorloper van de huidige nationale supercomputer, Cartesius. In zijn eerste configuratie, bij de bouw in 2007, bestond Huygens uit 1920 IBM Power5+-processors die op 1,9GHz liepen. De nodes van de IBM System 575 waren via Infiniband verbonden en leverden samen een rekenkracht van 14,6 teraflops. Bij de uiteindelijke configuratie, een jaar later, werden er 3328 Power6-cpu's met een kloksnelheid van 4,7GHz ingeschakeld. Het totale werkgeheugen was toen 15,6TB groot en de diskcapaciteit bedroeg 972TB. Het systeem was in 2008 goed voor plek 53 van de wereldwijde top vijfhonderd van supercomputers.

Huygens oplappen?

Stilstand is achteruitgang en dit geldt vooral voor computers. Na zijn ingebruikname zakte Huygens van kwartaal op kwartaal verder op de ranglijst. Eind 2011 was de achterstand van Neerlands trots ten opzichte van andere supercomputers zo groot geworden dat het systeem uit de top vijfhonderd verdween.

Nederland dreigde achterop te raken bij high-performance-computing en dat wilde de toenmalige minister van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie, Maxime Verhagen, niet laten gebeuren. Vol goede moed kondigde hij een upgrade van 7 miljoen euro voor Huygens aan, waarmee 'een topnotering weer in het vizier' moest komen.

Dat was echter te vroeg gejuicht. Oplappen van de IBM System 575 zat er niet meer in. Het was tijd voor een supercomputer van een nieuwe generatie.

De rechte groene lijn tussen 2009 tot in 2013 laat zien dat Huygens door het gebrek aan upgrades langzaam uit de top vijfhonderd (blauwe lijn) verdwijnt

• Volgende pagina 3. Van Huygens naar Descartes