Kleiner Supercomputer

512 Atom-CPUs auf zehn Höheneinheiten

In einem Rackeinschub von knapp 45 Zentimetern Höhe bringt das US-Unternehmen Seamicro ein gutes halbes Tausend Atom-Prozessoren unter. Die CPUs sind über ein eigenes Netz verbunden, das auch 64-Gigabit-Ports für Ethernet bedient. Die für Rechenanwendungen gedachten Server sollen nur ein Viertel der Leistungsaufnahme von vergleichbaren x86-Maschinen erreichen.

Dass viele kleine und sparsame x86-Kerne sich gut vernetzt für verteiltes Rechnen eignen, weiß nicht nur Intel. Während der von der Grafikkarte zum Supercomputer umdeklarierte Larrabee noch im Protoypstadium steckt, will Seamicro seinen "SM10000" genannten Server ab sofort ausliefern.

Eines der Geräte besteht aus einem Gehäuse für 10 HE im Rack. Darin stecken 64 Karten, auf denen je acht Atom-CPUs verlötet sind. Seamicro hat sich für den älteren Z530 mit 2 Watt TDP in Verbindung mit dem 1-Chip-Chipsatz US15W entschieden. Zusammen nimmt diese Kombination 4,5 Watt laut Intels TDP auf. Jeder der Atoms kann einen eigenen Speicher von 1 oder 2 GByte DDR2 ansprechen.

Nicht nur auf den Karten, sondern auch unter den Modulen sind die Prozessoren über den PCI-Express-Bus des US15W vernetzt. Seamicro setzt darauf ein eigenes, "Fabric" genanntes Netz auf, das mit selbst entwickelten Chips realisiert ist. Die gesamte Kommunikation, auch mit den bis zu 64 Gigabit-Ethernet-Ports oder 16 10-GbE-Ports, läuft über dieses Fabric. Das Protokoll für das Netz soll fehlertolerant sein, so dass beispielsweise Paketfehler im Ethernet die restlichen Daten nicht ausbremsen können. Die gesamte Bandbreite des Fabrics gibt Seamicro mit 1,28 Terabit pro Sekunde an.

In der Mitte der Rückseite sitzen die Ethernet-Ports.

Für jede der 64 Karten lässt sich eine 2,5-Zoll-Festplatte oder eine SSD verbauen. Als maximale Größe bietet der Serverhersteller Enterprise-Festplatten mit 500 GByte an, so dass ein 10-HE-Modul noch auf 32 Terabyte kommt. Drei Netzteile arbeiten gleichzeitig in jedem Rackmodul, ein weiteres springt als Redundanz bei Ausfällen ein. Durch die zehn Höheneinheiten passen in ein Standardrack von 42 Höheneinheiten vier der SM10000, was 2.048 Kerne gibt.

Gegenüber einem Rack voll mit Quad-Core-Prozessoren will Seamicro eine vergleichbare Rechenleistung erzielen - allerdings mit einem Viertel des Energiebedarfs. Das gilt natürlich nur, wenn ohnehin schon x86-Software zum Einsatz kommt, deren Aufgaben sich gut auf viele Kerne verteilen lassen. Bei der Mehrzahl der Top-500-Supercomputer ist das der Fall.

Seamicro arbeitet laut US-Berichten auch schon an der nächsten Generation seiner kompakten Vielkerner. Dann sollen SoCs mit ARM-Architektur eingesetzt werden, was die Leistungsaufnahme weiter drückt. Die Programme dafür müssen dann aber mindestens neu kompiliert werden, beispielsweise unter einem Linux-Derivat, von denen es für ARM inzwischen eine große Auswahl gibt. Der bisherige SM10000 kostet je nach Konfiguration ab rund 140.000 US-Dollar.