DKRZ Levante: Mehr Rechenleistung für Klimaforschung

Am Deutschen Klimarechenzentrum geht der Supercomputer Levante in Betrieb. Damit werden genauere Klimamodelle möglich.

Artikel veröffentlicht am 15. März 2022, 15:21 Uhr, Johannes Hiltscher

Blick durch zwei Rack-Reihen von Levante (Bild: DKRZ)

Nachdem bereits 2021 die erste Ausbaustufe in Betrieb genommen wurde, steht dem Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ) nun der Vollausbau seines neuen Großrechners Levante zur Verfügung. Das System beerbt den sieben Jahre alten Mistral, der wie sein Nachfolger von Atos gebaut wurde.

Mit einer theoretischen Rechenleistung von 16 Petaflops werden genauere Klimasimulationen möglich. Die Ergebnisse fließen unter anderem in die Berichte des Weltklimarats IPCC ein.

Im Gegensatz zu anderen Großrechnern rechnen bei Levante hauptsächlich Prozessoren - insgesamt 5.664 Epyc 7763 mit je 64 Kernen. Jeweils zwei sitzen in einem Rechenknoten, die Basis ist Atos' Bullsequana XH2000.

Größtenteils sind die Knoten mit 256 GByte Arbeitsspeicher ausgestattet, allerdings existieren für höheren Speicherbedarf auch einige mit 512 und 1.024 GByte. Lediglich sechzig Knoten sind mit jeweils vier Nvidia-A100-Beschleunigern mit 80 GByte oder 40 GByte ausgestattet; sie steuern eine Leistung von 2,8 Petaflops bei.

Untereinander sowie mit dem Speichersystem von DDN, welches 130 PByte Festplattenspeicher umfasst, sind die Rechenknoten über Infiniband HDR verbunden. Die Rechenknoten sind mit einer Datenrate von 100 GBit/s angebunden, die Netzwerkswitches kommunizieren untereinander mit 200 GBit/s.

Durch den Einsatz einer Hochtemperaturwasserkühlung kann ein Teil der Abwärme zum Heizen der benachbarten Universität genutzt werden. Den aktuellen Platz 68 in der Top500-Liste könnte der Vollausbau verbessern.

Wird die Wettervorhersage genauer?

Auf die Genauigkeit der Wettervorhersage hat Levante keinen Einfluss. Das Interesse der Klimawissenschaften liegt auf langfristigen globalen Phänomenen. Beispielsweise werden Prognosen zum Klimawandel berechnet, wobei oft der gesamte Globus oder zumindest große Teile betrachtet werden.

Hierzu wird der untersuchte Bereich in Würfel zerteilt. Jeder dieser Würfel wird als homogenes Element betrachtet und die Interaktion zwischen ihnen berechnet. Mit höherer Rechenleistung und mehr verfügbarem Speicher können die Würfel kleiner und somit die Annäherung an das tatsächliche Geschehen besser werden.

Finanziert wurde das Projekt HLRE-4, in dessen Rahmen Levante gebaut wurde, von der Helmholtz- und Max-Planck-Gesellschaft sowie der Stadt Hamburg. Insgesamt standen 45 Millionen Euro bereit. Der Vorgänger Mistral soll nach einer dreimonatigen Übergangszeit abgeschaltet werden.