Podsumowanie
Współczesne badania medyczne wymagają niezwykle wydajnej infrastruktury IT. Helmholtz Munich od lat korzysta z wiedzy eksperckiej NTT DATA. Kluczowym krokiem w rozwoju zaawansowanych obliczeń naukowych było przeniesienie zasobów serwerowych, w tym klastra obliczeniowego o wysokiej wydajności (HPC) oraz 360 GPU, do centrum kolokacyjnego NTT Global Data Centers (NTT GDC) Munich 2. W porównaniu z utrzymywaniem własnej serwerowni, rozwiązanie to jest dla Helmholtz Munich nie tylko bardziej ekonomiczne, ale i znacznie bardziej ekologiczne.
Potrzeba biznesowa
Wzmocnienie potencjału badań biomedycznych dzięki nowoczesnemu, wysokowydajnemu centrum danych
Współczesne badania naukowe w coraz większym stopniu opierają się na ogromnej mocy obliczeniowej. Dla Helmholtz Munich priorytetem jest przetwarzanie danych naukowych w ramach własnej, dedykowanej infrastruktury. Wykorzystanie chmury publicznej nie wchodzi w grę. Jedynie nieliczne, specjalistyczne zadania badawcze, wykraczające poza możliwości własnego zaplecza, są realizowane z wykorzystaniem zasobów krajowych, takich jak superkomputer w Jülich.
Postęp w dziedzinie obliczeń naukowych i rozwój aplikacji opartych na sztucznej inteligencji generują stałe zapotrzebowanie na skalowalne systemy przyspieszające obliczenia. W naukach o życiu, gdzie tradycyjne rozwiązania oparte na procesorach CPU muszą współdziałać z wysokowydajnymi GPU, dynamika ta doprowadziła do wdrożenia zaawansowanego lokalnego klastra HPC.
Dotychczasowe centrum danych osiągnęło już kres swoich możliwości pod względem powierzchni, a zapewnienie energooszczędnej eksploatacji stało się niemożliwe. Jednostki GPU, ze względu na ogromną moc przetwarzania równoległego, charakteryzują się znacznie większym poborem energii na jedną szafę rack niż CPU. Generowane przez nie ciepło przekraczało wydajność systemów chłodzenia przewidzianą w pierwotnym projekcie obiektu.
Aby zachować wydajność z dbałością o zrównoważony rozwój, konieczne było znalezienie nowoczesnego, przyszłościowego rozwiązania. Kluczowym wymogiem technicznym stał się średniookresowy plan przejścia z chłodzenia powietrzem na chłodzenie cieczą. Wewnętrzne analizy kosztów i korzyści jednoznacznie wskazały na przeniesienie zasobów do zewnętrznego centrum danych. W tym momencie dział IT rozpoczął poszukiwania zaufanego partnera, który pomógłby sprostać obecnym i przyszłym wyzwaniom Helmholtz Munich.
Dysponując łącznie 300 serwerami HPC, z czego 100 wyposażonych jest w 360 procesorów graficznych, zaliczamy się do grona czołowych klastrów obliczeniowych na świecie. NTT Global Data Centers zapewnia nam wydajną, efektywną i przyszłościową infrastrukturę. Dzięki wspólnym projektom możemy korzystać z ich bogatego doświadczenia w zakresie projektowania centrów danych oraz systemów chłodzenia cieczą. Dodatkowymi atutami, które nas przekonały, są silne zaangażowanie partnera w zrównoważone wykorzystanie energii oraz niewielka odległość od kampusu Munich 2.
Rozwiązanie
Kolokacja w data center fundamentem odpornej i zrównoważonej infrastruktury IT nowej generacji
W ramach wieloletniego projektu realizowanego z NTT DATA, mającego na celu optymalizację kluczowej infrastruktury IT, instytut Helmholtz Munich przeanalizował szereg dostępnych opcji. Ostatecznie zdecydowano się na nawiązanie kolejnej strategicznej współpracy w ramach Grupy NTT. Nowe centrum danych Helmholtz Munich znajduje się obecnie w obiekcie Munich 2 należącym do NTT GDC, oddalonym o zaledwie 10 kilometrów od siedziby instytutu.
Helmholtz Munich prowadzi światowej klasy badania medyczne, analizując kluczowe zagadnienia, takie jak wpływ zmian klimatu na zdrowie człowieka. Jest rzeczą oczywistą, że dbałość o środowisko była decydującym czynnikiem, którym kierował się instytut przy wyborze dostawcy usług kolokacyjnych. Obiekt Munich 2 należący do NTT GDC wyróżnia się przede wszystkim zrównoważoną koncepcją chłodzenia. Dzięki bliskości Alp bezpośrednio pod centrum danych przepływają duże zasoby naturalnie chłodnych wód gruntowych. Po pomyślnej weryfikacji technicznej firma NTT GDC wdrożyła inteligentny i ekologiczny system chłodzenia oparty właśnie na nich. Dodatkowo centrum danych zasilane jest wyłącznie zieloną energią. Oba te czynniki stanowiły dla Helmholtz Munich kluczowe argumenty przemawiające za budową w tej lokalizacji infrastruktury gotowej na wyzwania przyszłości.
W pierwszej fazie w wynajętej przestrzeni kolokacyjnej zainstalowano 15 serwerów, co pozwoliło na zebranie pierwszych doświadczeń operacyjnych. Następnie wyspecjalizowany dostawca usług zrealizował w trzech etapach relokację 300 działających już serwerów HPC oraz około 400 serwerów i urządzeń pamięci masowej z poprzedniej lokalizacji. Przeniesieniem systemów pamięci masowej zajął się bezpośrednio ich producent. Instytut Helmholtz Munich jest połączony z centrum danych za pomocą dwóch redundantnych łączy dedykowanych, co gwarantuje wysoką przepustowość i niezawodność transmisji danych.
Obecnie zarówno serwery CPU, jak i GPU są chłodzone przy użyciu tradycyjnego podejścia typu powietrze-woda. W przyszłości szafy rack klastra HPC będą chłodzone bezpośrednio cieczą. NTT GDC zarządza już jednym z największych na świecie centrów danych z chłodzeniem cieczą w stanie Utah (USA). Od lat firma NTT GDC projektuje swoje obiekty tak, aby umożliwić ich doposażenie w systemy chłodzenia cieczą w dowolnym momencie. Magistrala chłodząca jest oddzielona od stref kolokacyjnych klientów, a sama architektura została zaprojektowana w sposób pozwalający na bezpośrednią instalację systemów chłodzenia cieczą.
Rezultaty
Dynamiczna współpraca napędza innowacje w zakresie niezawodnych obliczeń o wysokiej wydajności w naukach biologicznych
Jeszcze kilka lat temu wszystkie zadania związane z IT w Helmholtz Munich były realizowane przez same zespoły badawcze. Kilka lat temu dział IT rozpoczął przejście na model scentralizowany w celu usprawnienia działalności i optymalizacji wykorzystania zasobów informatycznych. Obecnie zespół IT umożliwia naukowcom z Helmholtz Munich skupienie się całkowicie na swoich obszarach specjalizacji, podczas gdy sam zarządza złożoną infrastrukturą obliczeniową. Zazwyczaj od 600 do 700 użytkowników korzysta z mocy obliczeniowej instytutu badawczego w ramach około 500 projektów realizowanych równolegle. Przenosząc centrum danych do przestrzeni kolokacyjnej NTT GDC, Helmholtz Munich osiągnął nowy poziom wydajności i elastyczności.
Łatwość skalowania mocy obliczeniowej pozwala na znaczne skrócenie czasu realizacji zadań. Taka elastyczność jest szczególnie cenna w projektach, w których kluczową rolę odgrywa czas.
Pod okiem ekspertów z NTT GDC możliwe jest wdrażanie nowoczesnych systemów chłodzenia. Skuteczne reagowanie na bieżące potrzeby oraz przewidywanie przyszłych wymagań ma kluczowe znaczenie dla utrzymania pozycji lidera w badaniach z zakresu nauk o życiu.
Dodatkowe usługi, takie jak przygotowywanie dedykowanych raportów czy wprowadzanie drobnych modyfikacji w szafach rack, znacząco ułatwiają codzienną pracę zespołu.
Współpraca z NTT GDC już przynosi wymierne efekty. Podczas gdy wiele instytucji badawczych obawia się budowy i samodzielnej obsługi własnych klastrów HPC, Helmholtz Munich udowadnia, że realizacja takiego przedsięwzięcia w modelu kolokacyjnym jest nie tylko w pełni możliwa, ale i wysoce opłacalna.