Het energieverbruik van supercomputers dreigt groteske vormen aan te nemen.
Supercomputers worden steeds belangrijker in het wetenschappelijk onderzoek, het bedrijfsleven en de financiële wereld. Hun rekensnelheid blijft exponentieel groeien. Maar zelfs als we rekening houden met steeds zuiniger technologie, zal het stroomverbruik van de machines over tien tot vijftien jaar een onoverkomelijke hindernis vormen. Dat stelt Alan Gara, de ontwikkelaar van 's werelds snelste supercomputer.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
|
|
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Afgelopen week werd in het Duitse Jülich Supercomputing Centre Europa’s snelste supercomputer geïnstalleerd. De machine beschikt over 65.000 processoren en een rekenkracht van 220 teraflop per seconde - ondergebracht in 16 racks ter grootte van een telefooncel en bij elkaar gehouden met tienduizend meter kabels.
Het gaat om het eerste Europese exemplaar van de nieuwste generatie supercomputers die marktleider IBM in juni voorstelde: de Blue Gene/P. De machine in Duitsland is een bescheiden versie daarvan. IBM levert ook een model met bijna 300.000 processoren in 72 racks, goed voor een rekenkracht van 1 petaflop per seconde. Die kan desgewenst ook gecombineerd worden tot een supercomputer met bijna 900.000 processoren in 216 racks en een rekensnelheid van 3 petaflop per seconde.
10.000 gloeilampen
Die rekenkracht is duizelingwekkend hoog – althans naar de normen van vandaag. Want wat we vandaag een supercomputer noemen, staat 15 tot
20 jaar later op ons bureau. In 2000 bedroeg de maximale rekensnelheid van een
supercomputer 7 teraflop per seconde. De krachtigste personal computers naderen
vandaag een rekensnelheid van 1 teraflops. De snelste supercomputers die nu in
werking zijn, hebben een rekensnelheid van zo’n 350 teraflops. De nieuwste IBM
vermenigvuldigt die snelheid dus met een factor 3 tot 9.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ontwerper van IBM vreest dat supercomputers straks evenveel energie verbruiken als een opstijgende Boeing 747
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Maar even duizelingswekkend is het energieverbruik: 40
kilowatt per rack. Dat betekent dat de machine in Duitsland ruim 600 kilowatt
elektriciteit nodig heeft – 10.000 gloeilampen van 60 watt. Voor de versies met
een rekenkracht van 1 en 3 teraflop loopt dat op tot respectievelijk 2,8
megawatt en 8,6 megawatt. Voor de koeling van de machine via klimaatregeling
komt daar nog eens evenveel energie bij. De rekenmachine produceert ook bijna
90 decibel lawaai.
Extreem zuinig
Nochtans is de nieuwe IBM-supercomputer extreem zuinig. Hij verbruikt per uitgevoerde flop ongeveer tien keer minder elektriciteit dan zijn voorganger, de Blue Gene/L. De twee jaar oude supercomputer van IBM in het Lawrence Livermore National Laboratory in Calfornia, momenteel de op 5 na snelste supercomputer ter wereld, verbruikt (inclusief koeling) 7,5 megawatt voor een rekensnelheid van slechts 76 teraflops.
Wetenschappelijk onderzoek
Ondanks die flink toegenomen energie-efficiëntie vreest Alan Gara, de hoofdarchitect van de Blue Gene supercomputers, dat het stijgende energieverbruik van supercomputers over tien tot vijftien jaar een onoverkomelijk probleem zal worden. Hij deed die uitspraak eind september op een conferentie in Duitsland. Gara stelt dat de rekenkracht van supercomputers exponentiëel zal blijven stijgen, tot zo’n 200 petaflops tussen 2015 en 2020. Maar die machines zullen – zelfs rekening houdend met een 20 keer zuiniger technologie – tot 50 megawatt energie nodig hebben. Dat is evenveel als een opstijgende Boeing 747.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Supercomputers worden steeds belangrijker in het wetenschappelijk onderzoek, het bedrijfsleven en de financiële wereld
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Supercomputers worden steeds belangrijker in het wetenschappelijk onderzoek en het bedrijfsleven. Ze worden ingezet bij onderzoek in domeinen zoals deeltjesfysica, kernfusie, genetica, materiaalonderzoek, sociologie, cryptoanalyse, astrofysica, nanotechnologie, informatievisualisatie, seismologie, weersvoorspellingen en klimaatopwarming (dat laatste is redelijk ironisch omdat supercomputers straks de invloed van hun eigen energieverbruik op de opwarming van het klimaat in hun berekeningen gaan moeten opnemen).
Financiële wereld
Wetenschappelijk onderzoek dreigt dus een steeds grotere hap uit de energievoorziening te nemen. Andersom dreigt elektriciteitsverbruik een steeds grotere hap uit het onderzoeksbudget te nemen. Supercomputers worden ook ingezet voor productontwikkeling (zoals het ontwerpen van vliegtuigen en auto’s) en voor het verwerken van de enorme hoeveelheden informatie in de financiële wereld.
Hoe sneller de machines worden, hoe meer toepassingen er ontstaan en hoe groter de vraag wordt. Instituten zoals het Amerikaanse Department of Energy verdelen elk jaar de beschikbare rekentijd over een aantal wetenschappelijke en commerciële projecten. De vraag is veel groter dan het aanbod.
Geen oplossing in zicht
Alan Gara stelde op de conferentie ook nog dat er momenteel “geen enkele” oplossing in zicht is – er is nood aan een geheel nieuwe computertechnologie. Maar hij gelooft wel dat ingenieurs daarmee op de proppen zullen komen eens de energievoorziening een acuut probleem is geworden.
© Kris De Decker
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
LINKS :
Top 500 van supercomputers (gerangschikt volgens rekensnelheid)
Top 500 van supercomputers (gerangschikt volgens energie-efficiëntie)
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
LEES MEER :
- Datacenters, de fabrieken van het internet : als de huidige groei zich doorzet, slokt het internet in 2010 alle elektriciteit ter wereld op
- Supercomputers in de 19e eeuw : de legendarische machines van Charles Babbage
- Windows schaadt het milieu : hoeveel kerncentrales heeft Windows Vista nodig?
- Hoeveel energie kost digitale technologie? De productie van microchips
- Het was de computer die ons de crisis bracht : deskundigen bedenken de software, machines nemen de beslissingen.
- Sneller internet is onmogelijk : waarom internet altijd het geduld op de proef zal stellen
- Het recht op 35 mobiele telefoons : het energieverbruik van het GSM-netwerk
- Supercomputers onderzoeken klimaatopwarming : en dragen er zelf flink aan bij
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Blijf op de hoogte via e-mail of feed
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Reacties