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Energieeffizienz im HPC

Die Betriebskosten für einen Hochleistungsrechner sind erheblich. Dabei nehmen die Energiekosten einen erwähnenswerten Anteil ein. Für die Forschung im Bereich der Optimierung der Energieeffizienz im HPC gibt es verschiedene Ansätze, die Effizienz zu verbessern. Der Hauptfokus unserer Forschung liegt im Bereich der System Software und der Applikationen. Durch neue Algorithmen sowie Optimierungen der Software wird erhebliches Einsparpotential prognostiziert. Mit Hilfe des Entwicklungssytem des HLRN III (Cray XC40) sind wir in der Lage, die Energieeffizienz verschiedener Algorithmen zu vergleichen und zu optimieren. Zusätzlich verwenden wir im Labor sogenannte ODROID-XU3 Einplatinen-Computer. Neben 8 Cores und einer GPU haben diese winzigen Systeme insbesondere auch Sensoren zum Messen des Stromverbrauchs in Echtzeit. Bezüglich dieser Systeme haben wir einen direkten Wissensaustausch mit dem Barcelona Supercomputing Center (BSC). Das BSC ist zurzeit weltweit führend beim Bau von HPC Prototypen, die es erlauben neue Wege im Bereich der Energieeffizienz zu verfolgen.

ODROID-XU3 Einplatinen-Computer für Forschung und Lehre

Die ODROID-XU3 Systeme werden sowohl in der Forschung als auch in der Lehre für das Thema Energieeffizienz eingesetzt. Neben 8 Cores und einer GPU haben diese winzigen Systeme insbesondere auch Sensoren zum Messen des Stromverbrauchs in Echtzeit. Betrieben werden können die Systeme sowohl mit Linux (Ubuntu) als auch mit Android.

Erwähnenswert ist, dass im EU-Projekt Mont-Blanc mit ähnlichen Bausteinen beim Barcelona Supercomputing Center (BSC) sogar ein HPC Forschungscluster aufgebaut wurde. Der erste Einsatz unserer ODROID-XU3-Systeme fand im Sommersemester 2015 im Rahmen des Seminars »Aspekte Verteilter Systeme« (Implementierung zur Energieeffizienz im HPC) statt. Durch unseren guten Kontakt zum BSC bekamen wir Starthilfe beim Aufsetzen der Systeme. Im Gegenzug haben wir dem BSC unser Lehrmaterial zur Verfügung gestellt. Im Sommersemester 2016 wurden die Systeme erneut im Seminar verwendet.

Mehr technische Details zu den ODROID-XU3-Systemen gibt es beim Hersteller und beim deutschen Distributor.