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Centro svizzero di calcolo scientifico

Das Centro svizzero di calcolo scientifico (CSCS) beziehungsweise Swiss National Supercomputing Centre ist das nationale Hochleistungsrechenzentrum der Schweiz. Es wurde 1991 in Manno TI gegründet.[1] Im März 2012 zog das CSCS an einen neuen Standort in Lugano-Cornaredo.[2]

Centro svizzero di calcolo scientifico (CSCS)
Swiss National Supercomputing Centre
Gründung 1991
Ort Lugano, Schweiz
Leitung Thomas Schulthess (Direktor)
Mitarbeiter 51
Jahresetat 24,3 Mio. CHF
Website www.cscs.ch

Mit seinen ca. 50 Mitarbeitern dient das CSCS vor allem als sog. National User Lab. Dabei werden in einem Wettbewerbsverfahren Forschungsanträge evaluiert und die besten durch kostenlosen Zugang zum nationalen Hochleistungsrechner gefördert. Des Weiteren betreibt es dedizierte Supercomputer-Anlagen für Forschungsprojekte und Mandate von nationalem Interesse, wie beispielsweise die Wettervorhersage. Es ist das nationale Kompetenzzentrum für Hochleistungsrechnen und dient als Technologieplattform für die rechnergestützte Forschung in der Schweiz.[3] Das Rechenzentrum ist eine autonome Einheit der ETH Zürich und arbeitet eng mit der lokalen Universität der italienischen Schweiz (USI) zusammen.

Gebäude

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Das Bürogebäude des Swiss National Supercomputing Centre CSCS mit einem Teil des Rechnergebäudes am linken Bildrand

Das Gebäude in Lugano-Cornaredo verfügt über eine stützenfreie Maschinenraumfläche von 2000 m² und kann mit einer elektrischen Leistung von bis zu 20 Megawatt betrieben werden. Für die Kühlung der Rechner wird Wasser des Luganersees aus 45 m Tiefe über eine Strecke von 2,8 km zum Rechenzentrum gepumpt. Dadurch wird nur eine sehr geringe Energie für die Kühlung benötigt und das Rechenzentrum erreicht eine besonders hohe Energieeffizienz mit einem PUE < 1,25.[4]

Supercomputer

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Die Supercomputer-Beschaffungen des CSCS können in zwei Phasen gegliedert werden: In der ersten Phase von 1991 bis 2001 wurde erprobte Technologie beschafft, um den Benutzern einen möglichst einfachen Zugang zu den Dienstleistungen des Rechenzentrums zu ermöglichen. Im Zentrum dieser Strategie stand die SX-Vektor-Architektur des Herstellers NEC.[5]

2002 wurde mit der Beschaffung eines Rechners des Typs IBM SP4 erstmals ein massiv-paralleler Rechner in einer Cluster-Architektur als Produktionssystem beschafft.[6] 2005 wurde mit der Beschaffung des ersten Cray XT3 Rechners,[7] einer massiv-parallelen Rechnerarchitektur die zweite Phase eingeläutet. Seither beschafft das Rechenzentrum früh neue Rechnerarchitekturen, möglichst bevor sie ein allgemein verfügbares Produkt sind.[8][9][10]

Aktuelle Rechnersysteme

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Modell – Rechnername CPU Typ Anzahl Prozessoren Inbetriebnahme (letztes Upgrade) Peak Performance (Tflop/s) Nutzung
HPE Cray EX – Alps[11][12] 2020 (2024) u. a. Wettervorhersage (MeteoSchweiz)
Cray CS-Storm – Kesch + Escha Intel Haswell E5-2690v3 12-core 2,6 GHz und NVIDIA Tesla K80 GPU 24 CPUs & 192 GPUs 2016 n/a Wettervorhersage (MeteoSchweiz)
Hewlett-Packard – Euler (2)[13] Intel Xeon E5-2697v2 12C 2,7 GHz 416 Nodes (17′664 Prozessorkerne) Mai 2014 381,54[14] Universitäre Forschung ETH Zürich
Cray XC50 – Piz Daint[15] Intel Xeon E5-2690v3 12C 2,6 GHz 30′146 (361′760 Prozessorkerne; 723′520 Hardware Threads) November 2016 25326,3 Forschung (v. a. Simulationen)
Cray XE6 – Monte Lema AMD Opteron (K10) 12-core 2,1 GHz 336 (4032 Prozessorkerne) April 2012 33,87 Wettervorhersage (MeteoSchweiz)
Cray XE6 – Albis AMD Opteron (K10) 12-core 2,1 GHz 144 (1728 Prozessorkerne) April 2012 14,52 Wettervorhersage (MeteoSchweiz)
Cray XK7 – Tödi AMD Bulldozer Opteron 16-core 2,1 GHz und Nvidia Tesla K20x GPU 272 (4352 Prozessorkerne) + 272 Grafikprozessoren Oktober 2011 (Oktober 2012) 393,00 Forschung (v. a. Simulationen)
Cray XMT Next Generation – Matterhorn Cray Threadstorm 64 (8192 Kernel Threads) Juni 2011 n/a Forschung (v. a. Analyse unstrukturierter Daten)
Cray XE6 – Monte Rosa AMD Bulldozer Opteron 16-core 2,1 GHz 2992 (47′872 Prozessorkerne) Mai 2009 (November 2011) 402,12 Forschung (v. a. Simulationen)
Computercluster (verschiedene Hersteller) – Phoenix Intel Sandy Bridge 2,6 GHz und AMD 16-core Opteron 2,1 GHz 82 (736 Prozessorkerne) Oktober 2007 (Mai 2012) 13,32 Computing Grid des CERN LHC

Ehemalige Rechner

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Modell – Rechnername CPU Typ Anzahl Prozessoren Betriebszeit Peak Performance (Tflop/s) Nutzung
Cray XT4 – La Dôle AMD Opteron (K10) quadcore 2,3 GHz 160 (640 Prozessorkerne) Mai 2007 – Juni 2012 5,88 Wettervorhersage (MeteoSchweiz)
Cray XT4 – Piz Buin AMD Opteron (K10) quadcore 2,3 GHz 264 (1056 Prozessorkerne) Mai 2007 – Juni 2012 9,71 Wettervorhersage (MeteoSchweiz)
IBM P5 p575 – Mont Blanc IBM Power 5 1,5 GHz 768 Oktober 2006 bis Januar 2010 4,6 Forschung (v. a. Simulationen)
Cray XT3 – Piz Palü AMD Opteron (K9) dual-core 2,6 GHz 1664 (3328 Prozessorkerne) Juni 2005 bis April 2009 17,31 Forschung (v. a. Simulationen)
IBM P4 p690 – MPP IBM Power Power4 1,3 GHz 256 2002 bis 2006 1,33 Forschung (v. a. Simulationen)
NEC Corporation SX5 – Prometeo NEC SX-5 Vektorprozessor 16 1999 bis 2007 0,128 Forschung (v. a. Simulationen) und Wettervorhersage (MeteoSchweiz)
NEC Corporation SX4 – Gottardo NEC SX-4 Vektorprozessor 16 1995 bis 2004 0,032 Forschung (v. a. Simulationen)
NEC Corporation SX3 – Adula NEC SX-3 Vektorprozessor 2 1992 bis 1995 0,0128 Forschung (v. a. Simulationen)

Der Cray XT3 «Piz Palü»[16] und der Cray XT4 «Piz Buin» befinden sich heute im Museum «Enter».

National Supercomputing Service

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Die Rechner des National User Labs werden vor allem von Schweizer Hochschulen und in der Schweiz gelegenen Forschungseinrichtungen (v. a. Paul Scherrer Institut, CERN) für ihre Forschung verwendet. 2022 wurden ca. 57 Millionen Rechenstunden (bezogen auf ganze Nodes) für 139 Forschungsprojekte mit ca. 2.400 Benutzern vergeben.[17] Dabei entfiel fast die Hälfte der Nutzung auf die vier Hochschulen ETH Zürich, Universität Zürich, Universität Basel und EPFL. Bezüglich der Anwendungsgebiete wurde wiederum fast 90 Prozent der Rechenzeit für Forschung auf den Gebieten Chemie, Physik, Erd- und Umweltwissenschaften und Nanowissenschaften verwendet. Bei den verschiedenen Anwendungen auf den Rechnern des CSCS spielen Methoden aus der Molekulardynamik eine grosse Rolle.

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    Verteilung der Nutzung der Supercomputer des CSCS nach Forschungsgebieten 2022
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    Verteilung der Nutzung der Supercomputer des CSCS nach Forschungseinrichtung 2022

Dedizierte Dienste

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Neben den Rechnern des National User Labs betreibt das CSCS dedizierte Rechner für strategische Grossforschungsprojekte und für Aufgaben von nationalem Interesse. Seit dem Jahr 2000 werden die numerischen Wettermodelle der MeteoSchweiz am CSCS berechnet. Im Januar 2008 wurde das erste operationelle hochauflösende Wettermodell in Europa auf einem massiv-parallelen Rechner am CSCS in Betrieb genommen.[18] Am CSCS versieht ausserdem der schweizerische Computercluster für das Computing Grid des CERN Large Hadron Collider Beschleunigers seinen Dienst.

Als zusätzliche Dienstleistung erbringt das CSCS Datenspeicherdienste für die Schweizer Systembiologie-Initiative SystemsX und für das Zentrum für Klimamodellierung C2SM der ETH Zürich.

Forschung und Entwicklung

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Zur Unterstützung der Weiterentwicklung seiner Supercomputer-Dienste evaluiert das CSCS für das Supercomputing relevante Technologien im Sinne eines Technologiescouting und publiziert die Ergebnisse als Whitepapers online.

Im Jahr 2009 lancierte das CSCS zusammen mit der Universität der italienischen Schweiz die Plattform HP2C mit dem Ziel, wissenschaftliche Codes von Schweizer Forschern auf kommende Supercomputer-Architekturen vorzubereiten.[19]

Siehe auch

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Einzelnachweise

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  1. ↑ ETH History: Swiss Scientific Computing Center, Manno (CSCS). Abgerufen am 13. August 2012.
  2. ↑ CSCS moves into new computer centre in Lugano. CSCS News vom 12. März 2012. Abgerufen am 9. August 2012.
  3. ↑ Factsheet: CSCS – driving innovation in computational research in Switzerland. Abgerufen am 9. August 2012.
  4. ↑ Factsheet: Innovative new building for CSCS in Lugano (PDF). Abgerufen am 9. August 2012.
  5. ↑ Swiss Supercomputing Centre delivers scientific excellence on NEC SX-5. Interview vom 20. Juli 2000. Abgerufen am 13. August 2012.
  6. ↑ IBM selected to build Switzerland's largest supercomputer. Pressemitteilung vom 26. Februar 2002. Abgerufen am 13. August 2012.
  7. ↑ Red Storm Over Switzerland: CSCS Will Be First in Europe to Make New Cray XT3 System Available for Science. Pressemitteilung vom 5. April 2005. Abgerufen am 13. August 2012.
  8. ↑ First Cray XE6 Supercomputer installed at CSCS. CSCS News vom 28. Juli 2010. Abgerufen am 13. August 2012.
  9. ↑ Swiss National Supercomputing Centre Orders First Next-Generation Cray XMT Supercomputer. Pressemitteilung vom 28. Februar 2011. Abgerufen am 13. August 2012.
  10. ↑ AMD Ships First "Bulldozer" Processors to CSCS and other High End Installations. HPC-CH Blog Eintrag vom 9. September 2011. Abgerufen am 13. August 2012.
  11. ↑ Alps | CSCS. Abgerufen am 15. September 2024.
  12. ↑ «Wir beschaffen nicht einfach einen neuen Rechner». 23. März 2021, abgerufen am 15. September 2024.
  13. ↑ Samuel Schlaefli: Euler: Mehr Power für die Forschung. ETH Zürich, 13. Mai 2014, abgerufen am 12. November 2023.
  14. ↑ Euler 2 - Cluster Platform 3000 BL460c Gen8, Intel Xeon E5-2697v2 12C 2.7GHz, Infiniband FDR. In: Top 500. Abgerufen am 12. November 2023 (englisch).
  15. ↑ Piz Daint – Cray XC50, Xeon E5-2690v3 12C 2.6GHz, Aries interconnect, NVIDIA Tesla P100 | TOP500 Supercomputer Sites. Abgerufen am 17. November 2017 (englisch).
  16. ↑ A New Home for Palu: The ENTER Museum for Computer. In: hpc-ch. 3. Februar 2010, abgerufen am 12. November 2023 (amerikanisches Englisch).
  17. ↑ Annual Report 2022. Centro svizzero di calcolo scientifico, Lugano 2023, S. 6 (cscs.ch [PDF; 6,9 MB]).
  18. ↑ New Supercomputer "Buin" inaugurated at CSCS – Quantum leap in weather forecasting. Pressemeldung vom 17. September 2007. Aufgerufen am 13. August 2012.
  19. ↑ Factsheet: Supercomputing – a key to greater competitiveness. Mitteilung des ETH-Rats. Aufgerufen am 13. August 2012.

Koordinaten: 46° 1′ 28,8″ N, 8° 57′ 36,2″ O; CH1903: 717810 / 98156

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