SuperMUC: Vorreiter für neue Messmethodik zur Energieeffizienz

Die 13. Ausgabe der Green500-Liste veröffentlicht erstmalig Angaben zur Messqualität.

Die Energieeffizienz von Höchstleistungsrechnern wurde in den vergangenen Jahren zunehmend zu einer Herausforderung. Seit über 6 Jahren führt daher die Green500-Liste die weltweit schnellsten Höchstleistungsrechner nach ihrer Energieeffizienz auf. "Die Energieeffizienz zu bestimmen bedeutet, eine Messung der Rechenleistung und der elektrischen Leistungsaufnahme gleichzeitig durchzuführen. Während es für die Bestimmung der Rechenleistung in FLOPs Floating Point Operations Per Second) bereits etablierte Standards gibt, die auch einen guten Vergleich zwischen verschiedenen Systemen ermöglichen, fehlte uns bislang noch ein allgemein akzeptierter Standard für die Messung des Stromverbrauchs von Supercomputern", kommentiert Prof. Arndt Bode, Vorsitzender des Direktoriums des Leibniz-Rechenzentrums der Bayerischen Akademie der Wissenschaften. "Mit unserer neuen Messinfrastruktur am SuperMUC sind wir jetzt jedoch eines von nur drei Höchstleistungsrechenzentren weltweit, die derzeit den höchsten Standard für Energiemessungen an Supercomputern (Green500 Level 3) erfüllen." Zusätzlich zum SuperMUC des LRZ, welcher derzeit Platz 9 der Top500-Liste belegt, konnten nur noch "Riptide", ein System des Maui High-Performance Computing Centers, und "Colosse", ein System von Calcul Canada (Université de Sherbrooke) in Quebec, Messdaten gemäß Level 3 der Definition der Energy Efficient HPC Working Group (EEHPC-WG) liefern. Mit der aktuellen Ausgabe der Green500-Liste konnten die Teilnehmer erstmals zusätzliche Details über ihre Messungen der elektrischen Leistungsaufnahme einreichen, um im Hinblick auf die neuen EEHPC-WG Richtlinien eingestuft zu werden.

Basierend auf ausgewählten Qualitätsanforderungen an die Messungen, wie der Größe des ausgemessenen Teils der Maschine, Granularität, Dauer und Anzahl der in die Messung eingegangenen Teilsysteme, wurden die Einreichungen in eine von drei Kategorien mit aufsteigenden Qualitätsanforderungen an die Messung eingestuft. Level 1 entspricht dabei dem bisherigen Standard der Green500-Liste, Level 2 geht darüber hinaus, kann jedoch mit vertretbarem Aufwand von den meisten Rechenzentren erfüllt werden. Level 3 entspricht der derzeit besten Methodik zur Messung der Leistungsaufnahme von Supercomputern.

"Die Leistungsaufnahme von HPC-Systemen und damit auch die Betriebskosten des Rechenzentrums steigen", sagt Natalie Bates, Leiterin der Energy Efficient HPC Working Group, die für die Erstellung der neuen Messrichtlinien und die Definition der Level 1 bis 3 verantwortlich war. "Sie können nur verbessern, was sie auch messen können", fährt Bates fort, "und die Fähigkeit, die Leistungs- und Energieaufnahme zu messen, wird künftige Verbesserungen der Energieeffizienz im Höchstleistungsrechnen beschleunigen. Die Messmethodik wurde dabei von verschiedenen Gruppen aus Wissenschaft und Industrie gemeinschaftlich entwickelt." Die neue Methodik war bereits von einer kleinen Gruppe Erstanwender für die Juni- und November-Ausgabe 2012 der Green500-Liste getestet und mit Hilfe der gewonnenen Erfahrungen verbessert worden.

Arndt Bode resümiert: "Um die Energieeffizienz des Leibniz-Rechenzentrums zu maximieren, müssen wir die elektrische Leistungsaufnahme der gesamten technischen Ausrüstung verstehen, die zum Betrieb des Höchstleistungsrechners notwendig ist. Deshalb ist die Messung der Leistungsaufnahme des Rechnersystems selbst nur der erste Schritt im Rahmen unserer Anstrengungen, die gesamte Infrastruktur im Hinblick auf maximale Energieeffizienz optimal abzustimmen."

Links:
Green500-Liste: http://www.green500.org/
Energy Efficient HPC Working Group: http://eehpcwg.lbl.gov/
Leibniz-Rechenzentrum: http://www.lrz.de/

Kontakt:
Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften
Dr. Ludger Palm, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Mail: presse@lrz.de, Tel. +49 89 35831-8792

SuperMUC: Leading new Energy Efficiency Measurements

13th edition of Green500 list introduces new measurement quality levels.

Energy efficiency of supercomputers has become a major challenge over the past years. For over 6 years, the Green500 ranks the world s fastest supercomputers by their energy efficiency. "Measuring energy efficiency means measuring supercomputer performance and power consumption at the same time. While the benchmarks for measuring performance are well established and performance results in FLOPs (Floating Point Operations Per Second) are easy to compare among different machines, the methodology for measuring power consumption was missing a commonly accepted standard in recent years", comments Prof. Arndt Bode, managing director of the Leibniz Supercomputing Centre of the Bavarian Academy of Sciences and Humanities. "However, we are proud that using our new power measurement capabilities for SuperMUC, we are one of only three supercomputing centres worldwide that can fulfil the highest standard (Green500 Level 3) for measuring supercomputer power consumption at this time." In addition to LRZ s SuperMUC, which is currently ranked no. 9 on the Top500 list, only "Riptide", a system of the Maui High-Performance Computing Center, and "Colosse", a system of Calcul Canada (Universit de Sherbrooke), Quebec, were providing their system power consumption at the highest possible measurement accuracy defined as Level 3 by the Energy Efficient HPC Working Group (EEHPC-WG). With the latest release of the new Green500 list, submitters could for the first time include additional details about their measurements to be ranked according the new EEHPC-WG measurement guidelines.

Based on selected quality aspects of the measurement, such as the fraction of the machine that was instrumented, granularity, timespan, and the number of included machine subsystems, a submission was rated conforming to one of three increasingly rigorous measurement quality levels. Level 1 is similar to the Green500 run rules today. Level 2 is more comprehensive and still widely achievable. Level 3 represents the "current best" in supercomputing power measurement methodology.

"Power consumption of HPC systems and subsequently facilities cost are increasing", says Natalie Bates, head of the Energy Efficient HPC Working Group that was responsible for designing the new measurement guidelines and the definition of the requirements for levels 1-3. "You can only improve what you can measure", Bates continues, "and the ability to measure power and energy will accelerate improvements in energy efficiency in supercomputing. The measurement methodology was developed as a collaborative effort between different research and industry groups." The new methodology was tested by a small group of early adopters for the June and November 2012 Green500 list releases and subsequently refined given the feedback from the early adopters. Arndt Bode concludes: "In order to maximize the energy efficiency of the Leib-niz Supercomputing Centre, a detailed understanding of the power consumption of all technical equipment needed to operate our supercomputer is required. Hence, measuring the system power consumption using high quality power measurements is only the first step of LRZ s effort in tuning our HPC infrastruc-ture for maximum energy efficiency."

Links:
Green500 List: http://www.green500.org/
Energy Efficient HPC Working Group: http://eehpcwg.lbl.gov/
Leibniz Supercomputing Centre: http://www.lrz.de/

Contact:
Leibniz Supercomputing Centre of the Bavarian Academy of Sciences and Humanities
Dr. Ludger Palm, Public Relations, presse@lrz.de, phone +49 89 35831-8792


Nr. 17/13
04.07.2013