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Magdeburger Physiker bauen Parallelrechner

Linux-Beowulf-Cluster Tina erreicht 40 Gflops

Die Otto-von-Guericke Universität Magdeburg hat mit Tina (Tina is no acronym) einen neuen Linux-Beowulf-Cluster in Betrieb genommen. Mit einer Länge von sechs Metern und einem Gewicht von fünf Tonnen sieht Tina aus wie einer der großen Supercomputer von IBM oder Cray. Auch der Stromverbrauch von 10 kW deutet darauf hin, dass hier ein Höchstleistungsrechner arbeitet. Während man für die Spitzenmodelle von IBM und Co. allerdings mehrere Millionen hinblättern muss, kostet Tina nur 453.000,- DM, denn es handelt sich dabei um handelsübliche PCs, die zu einem Parallelrechner zusammengeschaltet wurden.

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Geplant und gebaut wurde der preiswerte Supercomputer von zwei Physikern am Institut für Theoretische Physik. "PCs sind inzwischen so billig, dass irgendwann die Idee einfach reif war, viele davon zu einem Parallelcomputer zu vernetzen", sagte Alexander Schinner, einer der Väter von Tina.

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Jeder der 72 PCs im Inneren von Tina besteht aus zwei Pentium-III-Prozessoren mit 800 MHz Taktfrequenz und hat einen Arbeitsspeicher von 512 MByte, entspricht also in etwa dem, was sich ein anspruchsvoller Anwender heutzutage auf den Schreibtisch stellt.

Erste Tests ergaben eine Rechenleistung von über 40 Gflops (Milliarden Rechenoperationen pro Sekunde). Für einen Platz in den TOP 500 der Supercomputer reicht dies aber nicht. Schinner erklärte dazu: "Bisher konnten wir nur eine Hälfte der vorgesehenen Netztechnik installieren. Vom Vollausbau versprechen wir uns noch eine Leistungssteigerung." Auch die Software biete noch einige Möglichkeiten der Optimierung, ergänzte sein Kollege Stephan Mertens.

Der Rechner wurde für Forschungsaufgaben der Arbeitsgruppen von Professor Klaus Kassner (Computerorientierte Physik) und Professor Andreas Engel (Nichtlineare Dynamik) angeschafft, die mit Tinas Hilfe Probleme aus den Bereichen Kristallwachstum, der Dynamik von Schüttgütern und Strömungen und der mathematischen Optimierung lösen wollen.

Es ist allerdings nicht ganz einfach, einen massiv-parallelen Rechner wie Tina dazu zu bewegen, komplizierte mathematische Probleme zu lösen. "Paralleles Programmieren ist eine Wissenschaft für sich", so Dr. Mertens, "aber wir bieten entsprechende Einführungsvorlesungen und Seminare an." Die Tatsache, dass Tina nicht wie ihre teuren Kollegen abgeschottet in einem Rechenzentrum steht, kommt den Studierenden entgegen. Sie müssen keine Anträge auf Rechenzeit stellen und können zu Übungszwecken auch schon mal den kompletten Rechner belegen.

Heiko Bauke, Physikstudent im siebenten Semester an der Magdeburger Universität, ist aktiv an Aufbau und Betrieb des Rechners beteiligt. "Durch die Arbeit an Tina habe ich wahrscheinlich mehr über Betriebssysteme und Computernetzwerke gelernt als mancher Diplom-Informatiker und Spaß macht es auch", betonte Bauke.

Auf der CeBIT 2001 präsentieren die Physiker den Beowulf-Cluster Tina im Rahmen des Gemeinschaftsstandes Sachsen-Anhalt. Während dieser Zeit laden Mertens und Schinner alle vom parallelen Rechnen begeisterten Programmierer ein, ihre Programme auf Tina zu testen. Die Rechenkapazität steht jedem zur Verfügung, der auf den Stand kommt. Die Väter von Tina hoffen vor allem auf Schüler und Studenten, die dieses Angebot nutzen sollen. Den Anwendern stehen dabei zurzeit gcc/g++ 2.95.2 und MPICH 1.2.1 zur Programmierung zur Verfügung. Weitere Werkzeuge wie PVM sollen folgen.

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SK 07. Feb 2001

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