10 Petaflop: Neue Dimension für die Forschung

Der Power7-Chip besteht insgesamt aus acht Kernen, von denen jeder vier Threads, also Aufgaben, simultan ausführen kann – jeder Chip hat damit 32 virtuelle Prozessoren. Ein weiteres Novum ist E-DRAM, über das IBM die Zahl der für den Cache benötigen Transistoren nahezu halbieren kann. Mit statischem RAM-Speicher hätte der Power7 für den Speicher auf dem Prozessor über 2 Milliarden Transistoren gebraucht. Mit E-DRAM kommt der Power7 mit rund 1,2 Milliarden Transistoren aus.

Einen kleinen Rückschritt mach IBM bei der Taktfrequenz. Der Power6 lief noch mit 5GHz. “Wir haben die Leistung jetzt in anderen Bereichen, wie zum Beispiel das dicht gepackte E-DRAM. Wir mussten die Taktfrequenz etwas reduzieren, um die acht Kerne auf den Chip zu bekommen, ohne dass sie schmelzen”, erklärte McCredie.

Daneben hat IBM auch die Kommunikation des Chips mit dem Speicher des Systems von einem externen Prozessor auf das Silizium des Power7 gebracht.

Trotz all dieser Verbesserungen brauchen diese Chips nach wie vor Kühlung und dabei hat sich IBM für eine Wasserkühlung entschieden. “Wir haben viele Teile dessen, was ansonsten in Computerraum für Kühlung und Stromversorgung sorgt, in die Racks und Kabinette gepackt wo auch die Server, das Storage und die Hardware-Anschlüsse sind”, erklärte Ed Seminaro, bei IBM für das Illinois-Projekt zuständig. Das gesamte Rack sei jetzt mit Wasser gekühlt und die Prozessoren werden direkt von Wasser gekühlt, was natürlich die Effizienz erheblich steigert.

Und das ist auch nötig, denn Blue Waters wird theoretisch bis zu 16.384 Power7 zusammenschließen können und damit könnte der Rechner auch 16 Petaflop erreichen. Dennoch rechnen die IBM-Experten, zumindest in der Startphase mit einer theoretischen Spitzenleistung von 10 Petaflop.

Doch sagen diese Zahlen nur wenig über die tatsächliche Leistungsfähigkeit eines Rechners aus. Wichtig ist auch die Bandbreite innerhalb des Rechners. Seminaro erklärt, dass zwischen zwei beliebigen Kernen eine Datenübertragung von 192 GByte pro Sekunde möglich ist, mit einer Latenzzeit von unter einer Microsekunde.