LRZ-Mitteilungen 6/2001

Verteiler für dieses Rundschreiben

Diese Mitteilungen sind im LRZ-Gebäude erhältlich und über

http://www.lrz-muenchen.de/services/schriften/rundschreiben/

abrufbar. Sie werden auch an alle Lehrstühle der Münchner Hochschulen sowie an alle anderen bayerischen Hochschulen versandt. Übersichten über die Netzbenutzung am LRZ sind über

http://www.lrz-muenchen.de/services/netz/statistik/

erhältlich.

Einige wichtige Telefonnummern:

LRZ-Hotline (für alle Fragen) (089) 289-28800

LRZ-Anmeldung (Benutzersekretariat) (089) 289-28784 und (089) 289-28886

Fax: (089) 289-28761

Herausgeber: Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften

Anschrift: Leibniz-Rechenzentrum
der Bayerischen Akademie der Wissenschaften
Barer Straße 21
D-80333 München

Telefon: (089) 289-28784
Telefax: (089) 280 9460
E-Mail: lrzpost@lrz.de

Redaktion:

Dr. Michael Wiseman
Wolfgang Beyer
Dr. Helmut Richter

Termine, Veranstaltungen, Allgemeines

Termine

Beachten Sie bitte auch unser neues Kurs- und Schulungsangebot! Siehe LRZ-Mitteilungen 1/2001 sowie

http://www.lrz-muenchen.de/services/schulung/kurse-ws2002

Öffnungszeiten über das Jahresende

Wegen der Weihnachtsfeier des LRZ wird das LRZ-Gebäude am Mittwoch, den 19.12.2001, um 14:45 Uhr geschlossen.

Am Freitag, dem 21.12.2001, wird das LRZ um 18:00 Uhr geschlossen, d.h. es gibt keine Abendöffnung.

Von Donnerstag, den 27.12.2001, bis Freitag, den 04.01.2002 (einschließlich), wird das LRZ-Gebäude erst um 8:00 Uhr geöffnet und bereits um 17:00 Uhr geschlossen. In dieser Zeit werden der PC-Arbeitsraum Ost (S1533) im 1. OG und die Halle im Erdgeschoss bereits um 16:55 Uhr geschlossen, d.h. es findet in dieser Zeit keine Abendöffnung statt. In dieser Zeit werden Mitteilungen an hotline@lrz.de nicht beantwortet: Wir bitten unsere Kunden, sich in dringenden Fällen direkt mit der Hotline in Verbindung zu setzen, Tel.: (089) 289-28800, Fax: (089) 289-28801.

Diese Regelung ermöglicht es LRZ-Mitarbeitern mit Schichtdienst ihren Resturlaub u.ä. einzubringen. Wir bitten unsere Benutzer um Verständnis.

Keine Ausgabe auf Poster-Druckern zum Jahreswechsel

Zwischen Weihnachten und Dreikönig findet keine Ausgabe auf den Posterdruckern (Großformat-Tintenstrahl-Plottern) statt. Die Mailbox poster@lrz.de wird in dieser Zeit nicht bedient.

Helmut Breinlinger

Umstellung von LRZ-Preisen auf Euro

Ab dem 1. Januar 2002 werden sämtliche LRZ-Preise für Schriften und Handbücher, für Poster, Dias und sonstige Materialien, für Software bei Verkauf und bei Miete, sowie die sonstigen Gebühren auf die neue Währung Euro umgestellt.

Da der Umrechnungsfaktor (1 Euro = 1,95583 DM) vielfach zu Preisen mit Dezimalstellen führen würde, werden wir bei der Umstellung die Preise leicht verändern, um wieder einigermaßen "glatte" Beträge zu erreichen, wie sie für die Abwicklung im Benutzersekretariat, aber auch bei der Kontrolle von Rechnungsbeträgen generell besser geeignet sind. Bei vielen Posten werden wir den Umrechnungsfaktor 2 verwenden, was eine leichte Reduktion der Preise bedeutet. Ansonsten sollen sich Auf- und Abrundungen die Waage halten, also ein im Mittel unverändertes Preisniveau zur Folge haben.

Die Anpassung der gesamten LRZ-Dokumentation ist mit erheblichem Aufwand verbunden. Wir haben uns daher entschlossen, nur bei WWW-Beiträgen, die einige wenige Preisangaben enthalten, vorab die bisherigen DM-Preise plus die ab 1.1.2002 gültigen Euro-Preise aufzuführen. Bei der Mehrzahl aller Beiträge werden wir erst gegen Jahresende aktualisierte Dokumente an unserem WWW-Server publizieren, die dann nur noch die neuen Euro-Preise beinhalten.

In den beiden ersten Monaten des neuen Jahres, also im Januar und Februar 2002, wird das LRZ-Benutzersekretariat auch noch Barzahlungen in DM akzeptieren. Die entsprechenden Preise müssen dann aus den ab 1.1.2002 gültigen Euro-Preisen rückgerechnet werden und sind in aller Regel "krumme" Beträge. Wechselgeld soll aber generell in Euro ausgezahlt werden, was die Abwicklung sehr kompliziert macht. Bitte haben Sie Verständnis dafür, dass das Benutzersekretariat nur einen begrenzten Vorrat an Wechselgeld zur Verfügung hat und daher Zahlungen in DM nicht jederzeit akzeptieren kann.

Paul Sarreither
Sarreither@lrz.de

Kurs: Programmieren, Compilieren und Optimieren
auf IBM-SMP Systemen

Rechtzeitig vor der Inbetriebnahme des neuen 8-Prozessor POWER4-SMP-Rechners von IBM bietet das LRZ einen Kurs zur Nutzung dieser Maschine an.

Die Rechengeschwindigkeit von RISC Prozessoren ist in den vergangenen Jahren kontinuierlich gestiegen, jedoch war die Steigerung der Geschwindigkeit beim Zugriff auf den Hauptspeicher deutlich geringer. Deshalb werden schnelle Zwischenspeicher (Caches) zwischengeschaltet. Mit dem POWER-4-Prozessor von IBM wurde dieses Konzept weiterentwickelt: Jeder Prozessor hat seinen eigenen Level-1 Cache. Die nächsten Stufen in der Speicherhierarchie, Level-2 und Level-3 Caches, werden von mehreren Prozessoren gemeinsam genutzt. Somit ergibt sich neben der Speicherhierarchie auch eine Kommunikationshierarchie. Daten in den gemeinsam genutzten Level-2 und Level-3 Caches können schneller von einem Prozessor zu einem anderen übertragen werden als Daten, die im Hauptspeicher liegen. Allerdings besteht auch die Gefahr, dass sich Prozessoren gegenseitig blockieren, wenn sie konkurrierend auf gleiche Daten zugreifen, z.B. bei mit OpenMP parallelisierten Programmen. Weiterhin besitzt der POWER4-Prozessor Mechanismen, um Daten in den Caches vorab bereitzustellen (Prefetching).

Die Spezifikationen der neuen POWER4-Reihe von IBM lassen eine deutliche Verbesserung der Bandbreite zum Hauptspeicher erwarten. Das LRZ wird, wie geplant, seine beiden POWER3-Maschinen deshalb Anfang nächsten Jahres gegen eine POWER4-Maschine mit 8 Prozessoren austauschen. Der neue SMP-(Symmetrisches-Multi-Processing)-Rechner wird dann eine theoretische Spitzenleistung von mehr als 33 GFlop/s und einen von allen Prozessoren aus zugreifbaren Hauptspeicher (Shared Memory) von 32 GByte besitzen.

Das LRZ bietet in Zusammenarbeit mit dem Kompetenznetzwerk für Technisch-Wissenschaftliches Hoch- und Höchstleistungsrechnen in Bayern (KONWIHR) und IBM folgenden Kurs an:

Programmieren, Compilieren und Optimieren auf IBM-SMP Systemen

Kursinhalt:

• Übersicht über die POWER4 Architektur
• Nutzung der Compiler
• Optimierung
• Shared Memory Programmierung und Nutzung von OpenMP
• Parallel Programming Environment und MPI
• Submittieren von Jobs

Die Anmeldung zu diesem Kurs erfolgt über das Web-Formular:

http://wwwphp.lrz-muenchen.de/kursanmeldung/

Empfohlene Voraussetzungen für diesen Kurs sind Kenntnisse von Fortran und/oder C.

Matthias Brehm
Brehm@lrz.de

Kommunikation, Netzwerke

Zunehmende Belästigung durch SPAM-Mails

In der letzten Zeit nehmen die Belästigungen durch SPAM-Mails erheblich zu. In diesem Artikel werden Informationen zum allgemeinen Verständnis der Problematik gegeben und mögliche Gegenmaßnahmen erläutert.

Was ist SPAM?

Die Bezeichnung SPAM hat sich für unerwünschte Werbe-Mails eingebürgert. Hierzu zählt nicht nur die Werbung für irgendwelche (obskuren) Produkte, sondern auch Aufforderungen zu Kettenbriefen, Glücksspiel und vieles mehr. Aber auch E-Mails mit frauenfeindlichem, sexuellem und rassistischem Inhalt werden verteilt (der Begriff SPAM kommt übrigens von einem Monthy-Python Sketch und heißt so viel wie Junkfood in Dosen).

Anlass für diesen Artikel

Die E-Mail-Nutzer im Münchner Wissenschaftsnetz litten in letzter Zeit (vor allem in der zweiten Novemberhälfte) besonders unter E-Mails mit Werbung für pornographische Inhalte. In einer Mitteilung des Heise-Newstickers (http://www.heise.de/newsticker/data/jo-26.11.01-000/) findet sich eine solche E-Mail-Nachricht dokumentiert.

Bei diesen SPAM-Mails wurden als Absendeadressen nicht frei erfundene E-Mail-Adressen (wie es bei SPAMs meist der Fall ist) benutzt, sondern real existierenden E-Mail-Adressen von nichtsahnenden Internetnutzern. Wir haben mehrere Beschwerden von Nutzern aus dem MWN erhalten, deren E-Mail-Adressen als Absender verwendet wurden. Diese erhielten deshalb die Fehlermeldungen nicht zustellbarer SPAM-Mails oder auch Beschimpfungen und Drohungen anderer Internetnutzer, die diese für die Verursacher der SPAM-Mails hielten.

Wie ist die rechtliche Situation in Deutschland?

Unverlangte Werbung per E-Mail (oder auch per Fax) ist nach überwiegender Rechtsauffassung in Deutschland (und wohl auch in den meisten anderen europäischen Ländern) unzulässig, wenn keine regelmäßige Geschäftsbeziehung besteht oder kein vorheriges ausdrückliches Einverständnis vorliegt. Im Prinzip kann der Empfänger von SPAM-Mail den Absender zur Unterlassung auffordern oder ihn durch einen Anwalt abmahnen lassen. Dummerweise liegt der Ursprung der meisten Mails aber im Dunkeln oder zumindest an Orten, wo die Durchsetzung der deutschen Rechtsauffassung kaum möglich ist. Mit Hilfe spezieller Programme nehmen die Versender Manipulationen der Mail-Kopfzeilen (Header) und des Mail-Umschlags (Envelope) vor, wodurch die Identität des Absenders verschleiert wird.

Wie kommen die Versender (Spammer) an meine Adresse?

Die Spammer sammeln E-Mail-Adressen, indem sie alle möglichen Quellen nach Adressen durchsuchen. Das Internet erlaubt auf einfache Weise, aus WWW-Seiten und News-Artikeln eine große Menge von Adressen zu erhalten.

Wozu soll SPAM gut sein?

Viele unserer Benutzer können nicht verstehen, wozu dies gut sein soll. Man muss wissen, dass das Versenden von SPAM ein Teil der Werbewirtschaft ist, in dem viel Geld verdient wird. Firmen, die SPAM verteilen, bieten ihren Kunden an, eine Werbesendung an eine Million oder mehr Adressen zu verteilen. Firmen, die diesen Dienst in Anspruch nehmen, können die Kosten sogar als Werbeausgaben steuerlich geltend machen.

Schutz vor SPAM

Es gibt mehrere Möglichkeiten die ungewollte Post einzudämmen, ganz vermeiden lässt sie sich nicht. Ein Mittel ist die Daten-Askese. Adressen, die wenig verwendet werden, gelangen kaum in die Listen der SPAM-Versender.

Keine gute Idee ist es, dem Absender zu antworten und die Unterlassung weiterer SPAM-Mails zu verlangen. Kaum ein Spammer kümmert sich darum, meist kommt die Antwort infolge der gefälschten Absenderdresse überhaupt nicht an. Falls doch, erhält man oft noch mehr Werbemails als zuvor, da der Spammer jetzt weiß, dass die verwendete E-Mail-Adresse aktiv genutzt wird und damit für Werbung umso wertvoller ist.

Vorbeugend können sie sich in eine so genannte Robinson-Liste, http://www.e-robinson.de, der freiwilligen Selbstkontrolle der Werbeindustrie, eintragen lassen. Dies hilft natürlich aber nur bei Firmen, welche sich auch daran halten.

Ansonsten können Filterprogramme eingesetzt werden, welche angekommene E-Mails nach verschiedenen Kriterien (z.B. bestimmten Wörtern in der Betreffzeile) durchsuchen, weiter kann der Betreiber eines Mailservers bestimmte Absenderadressen auf einer so genannten schwarzen Liste sperren. Bei beiden Verfahren besteht allerdings die Gefahr, auch Mails zu treffen, die keine SPAMs sind.

Viele Mailprogramme wie z. B. Netscape Messenger oder Microsoft Outlook gestatten die Definition von Filterregeln. Diese Filterregeln erlauben es, aufgrund bestimmter Eigenschaften einer E-Mail Aktionen anzustoßen, wie z. B. die E-Mail in einen bestimmten Ordner zu verschieben oder die E-Mail zu löschen. Diese Möglichkeit kann man auch zum Ausfiltern von SPAM-Mails nutzen. Das Mailprogramm schaut auf Ihrem Mailserver nach, ob auf die Nachrichten in ihrer Mailbox eine ihrer definierten Filterregeln zutrifft. Wenn ja, dann wird die entsprechende E-Mail in einen gesonderten Ordner verschoben oder auch gleich auf dem Server gelöscht (kann eine Menge Online-Kosten ersparen).

Das Problem dabei ist, entsprechende Filterregeln zu erstellen. Dazu braucht man Merkmale, an denen man eine SPAM-Mail erkennen kann. Merkmale können sich

• im Kopf (Header) einer E-Mail (Absender, Empfänger, Betreff-Zeile, Received-Zeile),
• in der Struktur (MIME-Strukturierung) der E-Mail (z.B. Name, Typ von Anhängen) oder direkt
• im Inhalt der E-Mail (z.B. bestimmte (Reiz-) Worte, Telefonnummern, WWW-Adressen)

befinden. Da aber der größte Teil dieser Informationen vom Spammer gefälscht werden kann (und dies auch intensiv gemacht wird), sind solche Regeln nur sehr schwer aufstellbar.

So wurde in der obigen Mitteilung des Heise-Newstickers empfohlen, im Mailprogramm Filter auf bestimmte Inhalte in der Betreff-Zeile zu konfigurieren (es waren dazu 10 Betreff-Zeilen angegeben). Soweit wir aber feststellen konnten, verwendete der Spammer weitaus mehr verschiedene Inhalte in der Betreff-Zeile, so dass dieser besonders hartnäckige SPAM kaum vom einzelnen Benutzer ausgefiltert werden kann.

Wie defininiert man einen Filter?

Beim Netscape Messenger legt man zuerst einen neuen Ordner (z.B. SPAM) an, in den die verdächtigen Mails abgelegt werden sollen. Dazu klickt man mit der rechten Maustaste auf Lokal-Mail und wählt Neuer Ordner. Das Anlegen des Filters erfolgt dann über das Menü Bearbeiten –> Nachrichtenfilter. Nach einem Klick auf Neu erscheint ein Fenster mit einem Formular wo die Funktion des Filters festgelegt wird. Füllen Sie die Eingabefelder aus, etwa mit Betreff, enthält, money, in Ordner verschieben, SPAM und klicken auf OK. Der resultierende Filter bewirkt, dass ankommende Mails die das Wort money in der Betreff-Zeile enthalten in den Ordner SPAM verschoben werden.

Beim Mailprogramm pine kommt man nach Eintippen der Zeichenfolge msrfa in das Online-Menu zum Einrichten eines Filters. Die Zeichenfolge bedeutet:

m: Menu, s: Setup, r: Rule, f: Filter, a: Add

Die Online-Hilfe wird mit ? aufgerufen. Gefiltert werden kann defaultmäßig auf To, CC, From und Kombinationen davon. Mit ‚x‘ für eXtraHdr können zusätzlich beliebige Headerfelder zum Filter hinzugefügt werden. Außerdem kann man einen Filter definieren mit dem der gesamte Text der E-Mail (Header und Body) gefiltert werden kann. Als Aktionen sind das übliche Löschen der E-Mail oder das Verschieben in einen Folder möglich.

Weiteres Vorgehen

Um die Flut an SPAM-E-Mails einzudämmen, versuchen wir am LRZ unter Beachtung der rechtlichen Vorgaben (z.B. Wahrung des Briefgeheimnisses) zu untersuchen, inwieweit Systeme, die SPAM-Signaturen erstellen, für einen SPAM-Scanner (analog zu Viren-Scannern und Viren-Signaturen), dazu geeignet sind. Hier gibt es sowohl kommerzielle (z.B. http://www.brightmail.com/) wie auch Open Source (z.B. http://razor.sourceforge.net/) Lösungen.

Des weiteren stellen wir Überlegungen an, eine Lizenz der schwarzen Liste MAPS RBL+ für das Münchner Wissenschaftsnetz zu beschaffen. Damit könnten alle Mailserver, die in der Vergangenheit diesen Dienst nutzten bevor er kostenpflichtig wurde, diesen wieder verwenden. Bei Interesse daran bitten wir um eine kurze Mitteilung an Herrn Storz (Storz@lrz.de). Leider unterstützt die Software auf den zentralen Mailrelays des LRZ keine RBL-Listen. Bei der Auswahl eines neuen Mailsystems werden wir aber besonders auf intensive Filtermöglichkeiten achten.

Wolfgang Beyer / Michael Storz
Beyer@lrz.de / Storz@lrz.de

Höchstleistungsrechner

Ausbau der Hitachi SR8000-F1

Wie im vorigen Rundschreiben angekündigt, wird der Höchstleistungsrechner Hitachi SR8000-F1 über die Weihnachtsferien 2001/2002 von derzeit 112 Knoten auf die Endkonfiguration von 168 Knoten ausgebaut. Die Betriebsunterbrechung während der Ausbauzeit ist Anlass, einen kurzen Rückblick auf den bisherigen Einsatz des Rechners zu werfen. Auch werden die durch den Ausbau bedingten Änderungen, die die Benutzer betreffen, in diesem Beitrag zusammengefasst.

Auslastung und Nutzung

Durch die Teststellung einer 2-Knoten-Maschine desselben Typs konnten vor der eigentlichen Inbetriebnahme der Hitachi SR8000-F1 (abgekürzt HLRB – Höchstleistungsrechner in Bayern) einige Projekte begonnen und deren Programme für die Maschine angepasst werden. Dadurch war die Maschine schon ab dem Beginn des Benutzerbetriebs im April 2000 über die meiste Zeit hinweg gut ausgelastet. Seit über einem Jahr beobachten wir eine Nutzung der verfügbaren CPU-Stunden von über 80%, wobei die Quote an vielen Tagen bei 90% oder mehr lag. Ein gewisser Leerlauf ist hierbei unvermeidbar, um die Maschine auch für große Batch-Jobs mit vielen Knoten freizusperren. Um trotzdem eine solch gute Auslastung überhaupt zu erreichen, war es notwendig, in das Batch-System (NQS) eine zusätzliche Komponente zur Umordnung von Jobs aus der Warteschlange („Wait-Queue") zu integrieren. Das vom LRZ entwickelte Programm SJLP ermittelt passende Umordnungen auf Grund von Szenarien, die die Auswirkungen verschiedener Terminierungszeitpunkte von laufenden und geschedulten Jobs durchspielen.

Aus Sicht der Benutzer ist weniger die reine Maschinenauslastung entscheidend, sondern vielmehr geht es darum dass die Jobs möglichst rasch abgearbeitet werden und sie somit ihre Aufgaben effizient erledigen können. Mit Hilfe von Hardware-Zählern, deren Werte laufend zusammengefasst und auswertet werden, können sowohl die Benutzerbetreuer und Systemverwalter als auch die Benutzer selbst feststellen, wie performant die Programme laufen. Teilweise konnten durch Einsatz von Analyse-Tools (siehe unten), teilweise auch in Zusammenarbeit mit dem LRZ in vielen Fällen Verbesserungen erzielt werden. Eine höhere Effizienz bedeutet letztendlich auch, dass die Aufgabenstellungen der Projekte schneller und/oder genauer gelöst werden. Einen Überblick über alle laufenden und abgeschlossenen Projekte gibt http://www.lrz-muenchen.de/projekte/hlrb-projects. Dort finden sich eine Reihe von Statusberichten, in denen die mit der SR8000 erzielten Ergebnisse dargelegt sind.

Dass eine Erweiterung der Maschine sinnvoll ist, lässt sich an der momentanen tatsächlichen Auslastung erkennen. Aber auch der Umfang der durch Gutachter für fachlich notwendig befundenen und genehmigten Rechenzeit-Budgets spricht dafür: Dies bedeutet momentan eine Überbuchung des ausgebauten Rechners um 120% für das nächste Jahr.

Software

Neben einer breiten Palette an numerischen Bibliotheken (ATLAS, BLAS, FFTW, hypre, LAPACK, ScaLAPACK, METIS, PARMETIS, NAG, PETs und die von Hitachi entwickelten MATRIX/MPP und MATRIX/MPP/SSS) wurden und werden auch weiterhin auf Anforderung der Benutzer spezielle Bibliotheken und Programme installiert. Hier sind Debug- und Optimierungstools wie Totalview, Vampir, PCL und TAU zu nennen. Aber auch Graphik-Systeme, Kopplungs-Bibliotheken (MpCCI) und Datenzugriffs-Bibliotheken (NetCFD, HDF5, PACT) werden eingesetzt. Wichtig sind darüber hinaus Programme und Werkzeuge für das Grid-Computing, um Hochleistungsrechner auf Applikationsebene zu koppeln. Hierzu werden intensive Tests mit GLOBUS (http://www.globus.org) und UNICORE (http://www.unicore.org) durchführt.

Seit einem halben Jahr werden verstärkt Anstrengungen unternommen, die SR8000 für die Chemie, insbesondere die , interessant zu machen. So wird das Angebot an Chemie-Programmen erweitert und auf die SR8000 angepasst. Es laufen bereits erfolgreich Gaussian (parallel auf einem Knoten), GAMESS (in der MPP-Version) und CPMD.

Für C++-Programmierer war die Maschine bisher noch nicht besonders attraktiv. Denn einerseits übersetzt der Hitchi-C++-Compiler Programme nach dem ARM-Standard (mit sehr eingeschränkter Template-Unterstützung), andererseits stellen die beiden anderen Compiler KAI C++ und GNU gcc die für die SR8000 notwendigen Optimierungen bzgl. Pseudo-Vektorisierung (PVP) und Parallelisierung (COMPAS) nicht, oder nicht in ausreichendem Maß, zur Verfügung. Für Mitte 2002 ist aber ein nativer C++-Compiler von Hitachi angekündigt, der ISO98-Standard konform sein wird und die notwendigen Optimierungsmöglichkeiten bietet.

Eine Unannehmlichkeit, die viele Benutzer betrifft, sind die langen Compile-Zeiten auf der SR8000. Wegen weitreichender Optimierungen, die die Möglichkeit von PVP und COMPAS ausschöpfen, dauern Compile-Läufe von großen Programmen oftmals lange. Abhilfe verspricht hier die Bereitstellung von Crosscompilern auf einem Linux-Server, was gleichzeitig auch die Last auf den interaktiven Partitionen verringern wird. Wenn die Testphase erfolgreich abgeschlossen ist, soll dieser Crosscompiler lizensiert und für alle SR8000-Benutzer zugänglich gemacht werden. Bisherige Messungen, die eine Beschleunigung um einen Faktor zwischen 1,8 und 5 ergeben haben, sind in diesem Zusammenhang sehr viel versprechend.

Förderungen, Präsentationen und Kurse

Zwischen der Benutzerbetreuung des LRZ und dem Kompetenznetzwerk für Technisch-Wissenschaftliches Hoch- und Höchstleistungsrechnen in Bayern KONWIHR (http://konwihr.in.tum.de) besteht eine enge Kooperation. Hauptanliegen ist es, Projekte beim Einsatz der SR8000 für ihre Forschungen beratend – und von KONWIHR-Seite zum Teil auch finanziell – zu unterstützen. Die Zusammenarbeit von LRZ und KONWIHR dokumentierte sich bei gemeinsamen Ständen auf den Supercomputing-Konferenzen in Heidelberg und Denver in diesem Jahr. Hier konnte gezielt ein am Hochleistungsrechnen interessiertes Publikum angesprochen und auf die Möglichkeiten, die sich mit der SR8000 bieten, hingewiesen werden.

Neben solchen öffentlichkeitswirksamen Präsentationen stießen Kurse speziell für die SR8000 auf großes Interesse. Während im Jahr 2000 Kurse zur Einführung in die Nutzung der SR8000 im Vordergrund standen, wurden dieses Jahr gezielt Kurse zur Programmierung mit MPI und OpenMP angeboten. Es zeigte sich besonderer Bedarf an Tutorials und praktischen Übungen zum Einsatz von Analyse- und Optimierungstools wie Totalview und Vampir.

Konfiguration der SR8000 nach dem Ausbau

Für unsere Benutzer sind vor allem folgende Änderungen der Konfiguration relevant:

Der Rechner wird insgesamt 168 Knoten (bisher 112 Knoten) umfassen. Die 56 neuen Knoten werden alle der Partition PARALLEL zugeteilt.

Durch die größere Knotenzahl in dieser Partition ist es dann auch vertretbar, eine maximale Job-Laufzeit von 32 Stunden (bisher 18 Stunden) zuzulassen, ohne zu große Leerlaufzeiten einzelner Knoten zu riskieren.

Für die /home-Verzeichnisse werden 800 GB Plattenplatz vorgesehen (bisher 560 GB). Dies entschärft die im letzen Monat aufgetretene Platzknappheit dieses Verzeichnisses.

Anzahl der SMP-Knoten	168
Prozessoren pro Knoten	8 (COMPAS, 9 physisch)
Anzahl Prozessoren	168*8=1344
Spitzenrechenleistung eines Prozessors	1.5 GFlop/s
Spitzenrechenleistung eines Knotens	12 GFlop/s
Spitzenrechenleistung des Gesamtsystems	2016 GFlop/s
Rechenleistung nach dem LINPACK-Benchmark	ca. 1500 Gflop/s
erwartete Effizienz (aus den LRZ-Benchmark-Programmen)	> 600 GFlop/s
im ungünstigsten Fall aus dem Hauptspeicher saturierbare Rechenleistung	> 244 GFlop/s
Hauptspeicher pro Knoten	8 GByte (4 Knoten mit je 16 Gbyte)
Hauptspeicher des Gesamtsystems	1344 GByte
Plattenspeicher für HOME-Directories (/home)	ca. 850 Gbyte
Plattenspeicher für temporäre und pseudo-temporäre Dateien	ca. 5.8 TByte
Aggregierte Bandbreite zu /home	> 600 MByte/s
Aggregierte Bandbreite zu temporären Dateien (/tmpxyz, /ptmp)	2.4 GByte/s
Kommunikationsbandbreite zwischen zwei Knoten unidirektional (bidirektional verfügbar) mit MPI	950 MByte/s (Hardware: 1 GByte/s).
Kommunikationskapazität des Gesamtsystems (2 ´ unidirektionale Bisection Bandwidth) mit MPI	2 ´ 57 = 114 GByte/s (Hardware: 2 ´ 75 = 150 GByte/s)

1 Gflops = 1 Giga Floatingpoint Operations per Second = 10⁹ (1 Mrd.) Gleitkomma-Rechenoperationen pro Sekunde, 1 Tbyte= 1000 GBytes

An pseudo-temporärem Plattenplatz werden insgesamt 5000 GB zur Verfügung stehen (bisher 2600 GB), aufgeteilt in ein "file-striped" und drei "block-striped" Dateisysteme. Die knotenlokalen /tmp-Verzeichnisse wird es wegen geringer Nutzung nicht mehr geben.

Die Tabelle gibt einen Überblick über die wichtigsten Kennzahlen nach dem Ausbau; für detailliertere Informationen sei auf

http://www.lrz-muenchen.de/services/compute/hlrb/hardware

verwiesen:

Die Peak-Performance der SR8000 wird nach dem Ausbau bei 2016 GFlop/s liegen. Der für die Einstufung in die Top500-Liste (http://www.top500.org) entscheidende LINPACK-Benchmark wird voraussichtlich etwa 1500 GFlop/s erreichen. Beim momentanen Stand der Liste würde das wieder einen Platz unter den zehn leistungsstärksten Rechnern der Welt ergeben.

Termine

Der Terminplan ist jetzt zusammen mit der Firma Hitachi festgelegt. Wir weisen nochmals darauf hin, dass wegen der Umkonfiguration der pseudo-temporären Dateisysteme alle Daten in den Verzeichnissen /ptmp1 und /ptmp2 verloren gehen. Für die Archivierung der Daten mit TSM (Tivoli Storage Management System) muss jeder Benutzer selbst Sorge tragen. Der reguläre Benutzerbetrieb endet am Donnerstag, 13. Dezember 2001 um 9 Uhr, und wird erst wieder am Donnerstag, 10. Januar 2002, möglich sein. In diesem Zeitraum werden folgende Arbeiten erledigt: Das Aufstellen der neuen Hardware und Infrastruktur wird voraussichtlich bis 19. Dezember dauern. Daran schließt das Testen der Hardware, sowie Installation, Konfiguration und Test der System-Software an, was bis zum Jahresende dauern wird. Im neuen Jahr werden dann zunächst Benchmarks gefahren, die die Performance der Gesamtmaschine dokumentieren sollen. Während des Benutzerbetriebs schließlich läuft die Phase des Akzeptanz- und Zuverlässigkeitstests, während der an 30 zusammenhängenden Tagen eine Verfügbarkeit von mindestens 99% erreicht werden muss.

Von der Gruppe Hochleistungsrechnen wünschen wir allen Benutzern in der SR8000-"Zwangspause" frohe Weihnachten und ein erfolgreiches neues Jahr, insbesondere für ihre HLRB-Projekte. Für die gute und interessante Zusammenarbeit möchten wir uns herzlich bedanken.

Matthias Brehm / Ralf Ebner
Brehm@lrz.de / Ebner@lrz.der

Quantenchemie am LRZ

In den letzten Monaten wurden verstärkt quantenchemische Programme auf den verschiedenen Rechnern des LRZ aktualisiert oder neu eingeführt. Der Artikel gibt eine Übersicht über wesentliche Neuerungen.

Gaussian

Noch immer wird der größte Teil der quantenchemischen Rechnungen mit Gaussian 98 durchgeführt. Dafür steht jetzt an den meisten Rechnern die Version A.11 zur Verfügung. Auf der IBM 270 und auf der Hitachi SR8000 ist die 64-bit-Version verfügbar, sodass hier mit Dateien gearbeitet werden kann, die größer als 2 GB sind.

Molpro

Auch MOLPRO steht am LRZ schon seit längerer Zeit zur Verfügung. Neu ist die MOLPRO-Version 2000.9. Damit können auch die neuen lokal korrelierten Methoden (LMP2, LCCSD usw.) von Prof. Werner (Stuttgart) et al. verwendet werden (s. MOLPRO-Dokumentation auf der MOLPRO-Homepage http://www.tc.bham.ac.uk/molpro/ ). Neben den seriellen Versionen von MOLPRO 2000.9 auf der IBM 270 und dem Linux-Cluster steht auf der IBM 270 auch eine parallele Version bereit, die auf den Global Arrays basiert, und es erlaubt, alle vier Prozessoren der ibm2 zu nutzen. Auf der IBM 270 können auch Files verwendet werden, die größer als 2 GB sind.

MOLPRO eignet sich besonders für quantenchemische Rechnungen mit Einschluss der Elektronenkorrelation (CCSD, CCSD(T), MRCI) usw. Bei diesen Methoden sind auch die Parallelisierung und große Dateien besonders wichtig. Neuen Schwung bei solchen Rechnungen erwarten wir von den Power4-Prozessoren, die in absehbarer Zeit zur Verfügung stehen werden. Auch im Hinblick darauf war es wichtig, MOLPRO in einer aktuellen Version parallel anbieten zu können. In Kombination mit den lokal korrelierten Methoden können Sie nun wesentlich größere Moleküle als bisher in Angriff nehmen.

NWChem

Ferner steht erstmalig das quantenchemische Programm NWCHEM zur Verfügung http://www.emsl.pnl.gov:2080/docs/nwchem/nwchem.html. NWChem wurde völlig neu entworfen und ist vor allem für massiv-parallele Rechner attraktiv. Es stellt alle gängigen Methoden zur Verfügung: DFT, MPn, RI-MP2, CCSD(T), Moleküldynamik, Lösungsmitteleffekte, Pseudopotentiale u.a. Gegenwärtig läuft es erst seriell auf dem Linux-Cluster, aber es wird dort und auf anderen Rechnern bald auch parallel zur Verfügung stehen. Auch die serielle Version ist nach ersten Erfahrungen sehr performant, so dass es sicher lohnt, einen Blick auf die Beschreibung der Programmfähigkeiten zu werfen.

NWChem wird vom EMSL (Environmental Molecular Science Laboratory) des PNNL (Pacific Northwest National Laboratory) in den USA kostenlos zur Verfügung gestellt. Wer das Programm nutzen möchte, muss allerdings eine Nutzungs- und Nichtweitergabeerklärung abgeben. Das LRZ stellt das ausführbare Programm denjenigen Benutzern zur Verfügung, die nachweisen können, dass sie vom PNNL das Recht zur Nutzung erhalten haben.

Alle diese Programme haben erfahrungsgemäß lange Laufzeiten. Wir hoffen, Ihnen im nächsten Jahr durch die geplante Erweiterung des Linux-Clusters um mehr als 150 CPUs eine drastische Verkürzung der Wartezeiten bieten zu können, die ja erst die Anwendung dieser Programme sinnvoll macht.

Mailingliste

Wir haben eine neue Mailingliste "Quantenchemie-am-LRZ" eingerichtet, über die wir in Zukunft aktuelle Kurzmitteilungen über neue Programme und Versionen versenden werden. Wenn Sie sich für diese Mitteilungen interessieren, dann senden Sie bitte eine E-Mail an majordomo@lists.lrz-muenchen.de und schreiben Sie in den E-Mail-Text (den "body") die folgende Zeile

natürlich mit Ihrer eigenen E-Mailadresse.

Größere Änderungen und völlig neu verfügbare Programme werden auch weiterhin über LRZ-aktuell und die LRZ-Mitteilungen bekannt gemacht.

Weitere Informationen finden Sie unter

http://www.lrz-muenchen.de/services/software/chemie/.

Ludger Palm
Palm@lrz.de

Schnelle Rechner und Grid Computing

Bericht über die SC2001 in Denver vom 10.-16. November 2001

Trotz der Ereignisse des 11. September und Anthrax-Anschlägen haben das Leibniz-Rechenzentrum und KONWIHR (das Kompetenznetzwerk für Technisch-Wissenschaftliches Hoch- und Höchstleistungsrechnen in Bayern, siehe http://konwihr.in.tum.de/) an ihrem Vorhaben festgehalten, auf der SuperComputing 2001 in Denver, Colorado das erste Mal mit einem eigenen Informations-Stand vertreten zu sein.

Nach der Anreise am 8. November stand ausreichend Zeit zur Verfügung, noch einige Besorgungen zu machen – so musste etwa für die Projektion von Demonstrationen und Präsentationen eine Leinwand besorgt werden –, den mitgebrachten Messestand aufzubauen sowie die Netzwerkverbindung nach Europa einzurichten. Schließlich wollte das LRZ ja auch zeigen, dass es nicht nur Hochleistungsrechner betreibt, sondern auch in der Lage ist, den von ihm betriebenen schnellsten Rechner Europas als Grid-Komponente zu verwenden! Zu diesem Zweck wurden auf den LRZ-Rechnern die Grid-Software-Pakete Globus und UNICORE installiert, und es gelang, vom Laptop am LRZ-Stand eine graphische Demonstration zu starten, die auf der Hitachi erzeugte Daten in Live-Bilder umsetzte. Ein Grid gibt seinen Benutzern die Möglichkeit, sehr weiträumig verteilte Hard- und Software-Ressourcen über eine gemeinsame Benutzerschnittstelle zu bedienen. Siehe: http://www.lrz-muenchen.de/services/compute/grid/.

Der Messestand – der übrigens mit 9 qm doch etwas knapp bemessen war – befand sich in dem "European Village", in dem erstmals alle europäischen Aktivitäten und Zentren konzentriert waren. Er illustrierte die am LRZ betriebene Hitachi SR8000-F1 sowie Bilder von auf ihr gewonnenen Forschungsergebnissen und die Aktivitäten von KONWIHR. Ausserdem beteiligte sich auch das Zentrum für Hochleistungsrechnen (ZHR) der Technischen Universität Dresden am LRZ-Stand mit einem Poster zur Performance-Messung mit der VAMPIR Tracing- und Visualisierungs-Software. Diese Aktivitäten stehen im Rahmen des KONWIHR-Projekts PERIDOT, das die automatische Leistungsanalyse und -überwachung paralleler Programme zum Ziel hat.

Neben der Messe gab es auch jede Menge Vorträge, jedoch zeigte sich bald, dass man als Betreiber eines eigenen Standes nicht allzuviel Zeit hat, noch andere Dinge zu tun. Es war aber sofort zu bemerken, dass das große Thema dieser Konferenz das Grid-Computing war. Allerorten gab es Globus/Cactus¹-Demonstrationen zu sehen und viele Hersteller versuchen jetzt, ihre Hardware als Infrastruktur-Komponente in einem Grid an den Mann zu bringen. Daneben war nach wie vor Linux im Hochleistungsrechnen ein Thema: Immer mehr Firmen bieten jetzt unter Linux laufende Cluster an, und auch die Entwicklungs- und Management-Software für solche Cluster-Lösungen reift jetzt zusehends für den Produktionseinsatz heran. Von den japanischen Herstellern von Hochleistungsrechnern war leider nur die Firma NEC angetreten, die ihren neuen Vektor-Rechner SX-6 vorstellte. Sowohl Hitachi als auch Siemens-Fujitsu hatten wegen der Terror-Anschläge ihre Teilnahme abgesagt. Besuche bei den Herstellern von Tools und Compilern lieferten Aufschluss über bevorstehende Neuerungen und Verbesserungen, die hoffentlich schon demnächst auch auf LRZ-Systemen zum Einsatz kommen werden.

Für das LRZ und KONWIHR war die SuperComputing 2001 ein schöner Erfolg; schon wegen des Nichterscheinens der Firma Hitachi war der eigene Messestand sehr notwendig um zu zeigen, dass das Hochleistungsrechnen auch in Europa weiterhin intensiv vorangetrieben wird. Und das nicht nur als Nische für Spezialisten, sondern eben auch mit längerfristigem Blick auf die Einbettung in eine Grid-Infrastruktur.

Reinhold Bader
Bader@lrz.de

Anhang

Aktuelle Landes-, Campus- und Sammellizenzen am LRZ

Zurzeit können mehrere Software-Produkte für Zwecke der Lehre und Forschung zu günstigen Bedingungen über das LRZ bezogen werden.

Dieser Anhang enthält sowohl eine Kurzbeschreibung dieser Programme als auch eine Übersichtstabelle, die deren Verfügbarkeit an verschiedenen Plattformen zusammenfasst. Landeslizenzen sind gesondert gekennzeichnet. Umfangreiche Produktsammlungen sind kursiv dargestellt.

Weitere Einzelheiten sind unter

http://www.lrz-muenchen.de/services/swbezug/lizenzen

zu finden.

			Plattformen
Produkt/Programm		Landes-Lizenz?	Personal-Computer	Unix- Systeme
ABBYY	Texterkennungssoftware FineReader Pro/Office		Win
Adobe	Verschiedene Software-Produkte der Firma Adobe		Win Mac	nur einige Produkte für verschiedene Unix-Systeme
AFS	verteiltes Dateisystem			X
Autodesk	ACAD-Bau, AutoCAD, Characterstudio, 3D Studio Max, Mechanical Desktop		Win
AVS/Express	Visualisierungssystem	Ja	Win	X
Borland FuLP	Verschiedene Softwareprodukte der Firma Borland		Win DOS
BSD/386	Unix-Implementierung für PC		PC ab 386
Caere	OCR-Software OmniPage Pro (Bezug über Steckenborn e-com GmbH, mit Bezug auf Registrierung des LRZ )		Win
CCSP	Anwender- und System-Software der Firma Compaq			versch. ehem. DEC-Betriebs-Systeme
Corel	Verschiedene Softwarepakete der Firma Corel Draw, Word Perfect Suite u.a.		DOS Win Mac
DIADEM	Programmpaket von National Instruments zur Erfassung, Auswertung und Darstellung von Messdaten.		Win
ERDAS	Rasterbildsoftware		Win	X
ESRI	Geographische Informationssysteme		Win	X
FTN90	Fortran-90-Compiler der Firmen NAG und Salford		DOS Win Linux
Harvard Graphics	Präsentations-Software (Bezug über Steckenborn e-com GmbH, mit Bezug auf Registrierung des LRZ)		Win
IBM-Software	Compiler und weitere Software der Firma IBM			AIX
IDL	Grafik- und Bildverarbeitung		Win Linux Mac	X
LRZ-Grafik	Grafikpaket	Ja	DOS	X
Macromedia	DreamWeaver, Flash, Director u.a. (Bezug über Steckenborn e-com GmbH, mit Bezug auf Registrierung des LRZ)		Win Mac
Maple	Computer-Algebra-System		Win Mac Linux	X
Mathematica	Computer-Algebra-System		Win Mac Linux	X
Micrografx	Verschiedene Produkte aus dem Bereich Grafik	Ja	Win
NAG	Unterprogrammbibliothek in Fortran 77, Fortran 90, C	Ja	Win Linux	X
NetObjects	Fusion, BeanBuilder, ScriptBuilder (Bezug über Steckenborn e-com GmbH, mit Bezug auf Registrierung des LRZ)		Win
Orthograf!	Rechtschreibkonverter von Bertelsmann	Ja	Win
OSF/Motif	Toolkit für Window System X11			X
PC/TCP	TCP/IP für PCs (Bezug über ASKnet)		DOS Win
PC-TeX	Textsatzsystem TeX (incl. LaTeX)		Win
Pro/Engineer	CAD/CAM-3D-Modellierer für den Bereich Maschinenbau	Ja	Win	X
SAS	Statistik-Programmsystem		Win
ScholarPAC	Software und Betriebssystem-Wartung von Sun Microsystems GmbH		X 86 (Solaris für PC)	Solaris
Scientific Word/ Scientific Workplace	Textverarbeitungsprogramm, das intern LaTeX benutzt / mit Maple-Kern		Win
Select	Microsoft-Software aus den Bereichen Anwender-, System- und Server-Software		DOS Win Mac
Sophos Anti-Virus Toolkit	Software zum Schutz gegen Computerviren	Ja	DOS Win OS/2 Mac Netware	X
SPSS	Statistik-Programmsystem		Win Mac
SPSS Science	Statistik-Software-Pakete (AllClear, AMOS, DeltaGraph, Systat, SIGMAStat, SigmaPlot, TableCurve und weitere Produkte)		Win Mac
StarOffice	Office-Paket der Firma Sun		DOS Win Linux Mac OS/2	Solaris Irix
Symantec	PcAnywhere, Norton-Produkte, Anti-Virus u.a. (Bezug über Steckenborn e-com GmbH, mit Bezug auf Registrierung des LRZ)		Win
SYSTAT	Statistik-Programm		Win
Trumpet Winsock	TCP/IP für MS-Windows (mit PPP)		Win 3.X
TUSTEP	System von Textverarbeitungsprogrammen		DOS Win Linux
Varsity	Compiler und weitere Software der Firma SGI			Irix
Veritas	Backup-Exec, WinInstall, RAIDirector u.a. (Bezug über Steckenborn e-com GmbH, mit Bezug auf Registrierung des LRZ)		Win
Vista-eXceed	X-Window-Server für PCs (Bezug über ASKnet GmbH)		Win
World ToolKit	Programmierwerkzeug zur Erstellung von Virtual-Reality-Anwendungen		Win Linux	HP-UX Irix Solaris

X: auf allen gängigen Plattformen der jeweiligen Rubrik verfügbar

+: diese Systemversion oder höher

Kursiv gedruckt sind die Namen umfangreicher Produktsammlungen