CARA
Die Großforschungsanlage CARA (Computer for Advanced Research in Aerospace) dient vor allem der Durchführung numerischer Simulationen. Immer wenn Fragestellungen der Konstruktion und Optimierung in mathematische Gleichungssysteme überführt werden, bedarf es hoher Rechenleistung. Neben numerischen Simulationen, beispielsweise Strömungsabriss und Wirbelschleppen bei Flugzeugen, Strömungswiderstand von Autos bzw. Eisenbahnen, optimale Positionierung von Windrädern oder Schadstoffreduzierung sowie Effizienzsteigerung von Verbrennungsprozessen, können mit diesem Hochleistungsrechencluster auch KI-Anwendungen und Daten-Analysen durchgeführt werden.
CARA – neben CARO in Göttingen – ein Standbein der HPC-Infrastruktur – kann durch alle DLR-Institute zur Lösung von Problemstellungen verwendet werden, für welche übliche PCs oder Server eine zu geringe Rechenleistung oder Speicherkapazität haben. Die Mitarbeitenden des Zentrums für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH) administrieren das Cluster für das DLR. Durch die Konzentration auf wenige HPC-Cluster für alle potenziellen Nutzer wird eine hohe Effektivität und Effizienz erzielt.
Das HPC-Cluster CARA verfügt über 2.168 Knoten, ausgestattet mit jeweils zwei AMD EPYC-Prozessoren mit je 32 Rechenkernen, 664 Knoten mit jeweils zwei AMD EPYC-Prozessoren mit je 64 Rechenkernen, sowie 10 Knoten mit jeweils vier NVIDIA A100 GPUs. Das System ist wassergekühlt und hat eine Leistungsaufnahme von bis zu 1,6 Megawatt. Die Storagekomponenten teilen sich in 16,5 Petabyte HDD und 0,6 Petabyte SSD. CARA hat eine maximale Rechenleistung von 3,2 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde.
Ein Novum in der DLR-Historie ist der Betrieb im Lehmann-Zentrum Rechenzentrum (LZR) der Technischen Universität Dresden. Damit verabschiedet sich das DLR von einer Strategie der Bereitstellung und des Betriebs von Hochleistungsrechnern durch einen Service-Provider und investiert nach fast zwanzigjährigem Anlagen-Leasing erstmalig wieder in einen Hochleistungsrechner, der für alle Institute des DLR verfügbar ist.
Für den Betrieb wird die langjährige Erfahrung und Expertise der Fakultät Informatik der Technischen Universität Dresden und des dort angesiedelten Zentrums für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen genutzt. Die Stellfläche im LZR und die Gebäudeinfrastruktur (Stromversorgung, Kühlung, Gebäudeautomation etc.) werden vom Freistaat Sachsen, vertreten durch den Staatsbetrieb Sächsisches Immobilien- und Baumanagement, vermietet. Das Rechenzentrum entspricht den derzeit höchsten Anforderungen an Energieeffizienz. Über die Wasserkühlung auf einem relativ hohen Temperaturniveau kann ein sehr niedriger Power Usage Effectiveness (PUE) Wert von 1,2 erzielt werden, wobei die Abwärme von CARA künftig zum Heizen des derzeit entstehenden, 30 Meter nördlich gelegenen neuen Gebäudes des DLR-Instituts für Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung genutzt werden wird.