Infrastruktur-Lösungen

High-end-Speicherlösungen

Für High Performance Computing

High Performance Computing (HPC) ist heutzutage nicht mehr die alleinige Domäne von Forschungszentren und Universitätsinstituten. Auch aus dem kommerziellen Umfeld sind HPC-Systeme nicht mehr wegzudenken – sei es bei der Berechnung von Windkraftanlagen oder der Simulation von Crashtests. Doch um die Power tausender Rechenkerne auf die Straße zu bringen, ist eines entscheidend: ein schneller und zuverlässiger Zugang zu Daten.

Herausforderungen für HPC-Speichersysteme

Für HPC-Speichersysteme als Hort der Daten sind drei Dinge zentral: Skalierbarkeit, Verfügbarkeit und Integrität. Die wachsende Rechenleistung erfordert eine gute Skalierbarkeit des HPC-Speichersystems, sowohl in der Leistungsfähigkeit als auch in der Kapazität. Das resultiert in einer immer größer werdenden Zahl von Festplatten, die aufgrund ihrer Mechanik anfällig für Ausfälle sind und sogar unbemerkt Daten verfälschen können (bekannt als „Silent Data Corruption“, untersucht unter anderem durch das CERN in der Veröffentlichung „Data Integrity“). Die Verfügbarkeit der Daten auch bei Ausfall mehrerer Festplatten und die Sicherstellung der Datenintegrität sind daher wichtige Anforderungen an HPC-Speichersysteme.

GPFS-Native-RAID-Technologie

Die GPFS-Native-RAID (GNR) Technologie wurde neu für das lange etablierte IBM General Parallel File System (GPFS) entwickelt, um genau diesen Herausforderungen wirkungsvoll zu begegnen. Die GNR-Software wird direkt auf den GPFS-Servern installiert, jeweils zwei Server bilden mit direkt angeschlossenen Festplatten einen redundanten „GNR-Baustein“. Dabei kann auf den Einsatz teurer Speicher-Controller verzichtet werden. Über die Zahl dieser Bausteine lassen sich Leistungsfähigkeit und Kapazität des HPC-Speichers praktisch unbegrenzt skalieren – hunderte Gigabyte pro Sekunde Bandbreite und dutzende Petabytes an Datenkapazität sind bei Kunden bereits mit GNR im Einsatz. Bei einem Ausfall von Festplatten findet im Hintergrund eine Reparatur der Redundanz statt, die praktisch ohne negativen Einfluss auf die Leistung des Dateisystems ist. Die Integrität der Daten wird über Checksummen und Versionsnummern abgesichert und im Fehlerfall automatisch wiederhergestellt.

Lenovo-GPFS-Storage-Server-Modelle

Lenovo GPFS Storage Server

Lenovo und IBM haben in enger Partnerschaft eine Reihe von GNR-Bausteinen entwickelt: den GPFS Storage Server (GSS). Je nach Modell können nutzbare Kapazitäten von 250 Terrabyte bis zu 1,6 Petabyte in einem Baustein abgebildet werden. Mehrere dieser Bausteine können zu einem gemeinsamen Dateisystem zusammengeschaltet werden. Als Netzwerk können dabei 10Gbit oder 40Gbit Ethernet oder Infiniband FDR zum Einsatz kommen. Der GPFS Storage Server wird mit allen Komponenten (Hardware, Software, Wartung, Implementierungsdienstleistung) exklusiv und aus einer Hand von Lenovo geliefert. Der Support für die GSS Hardware und Software wird ganzheitlich von IBM als Servicepartner der Lenovo übernommen, so dass die Kunden einen Ansprechpartner für die Gesamtlösung haben.

Erfolgsgeschichte

Ein auf HPC spezialisierter Dienstleister stand vor der Aufgabe, für einen Outsourcing-Kunden ein neues HPC-Speichersystem mit anspruchsvollen Service-Levels bezüglich Verfügbarkeit und Datensicherheit bei gutem Preis-Leistungs-Verhältnis anzubieten. Die PROFI AG konnte in Zusammenarbeit mit HPC-Spezialisten der Lenovo eine Lösung entwickeln, die ein GSS-System mit einer Kapazität von 1 PB optimal in die Kundenumgebung integriert und die besonderen Anforderungen optimal adressiert. Das System ist inzwischen in die Produktion überführt worden, weitere Systeme sind in Realisierung oder Planung. Eine tolle Erfolgsgeschichte für den Kunden, die PROFI AG und Lenovo!

Karsten Kutzer,
Senior Sales Engineer High Performance Computing bei Lenovo