Linux-Cluster in der Automobilindustrie

Ein Microsoft-Verkaufschef verlangte unlängst von seinen Untergebenen, sie mögen durch die Büros ihrer Kunden gehen und sich alle Linux-Rechner, die sie dort vorfinden, inklusive Verwendungszweck auf den Hintern tätowieren.

Eine Bestandsaufnahme in den Entwicklungsabteilungen deutscher Automobilbauer dürfte das Hinterteil der MS-Vertriebler arg malträtiert hinterlassen. Bei Porsche, BMW, Audi und Daimler-Chrysler setzen die Ingenieure aus den CAE-Abteilungen (Computer Aided Engineering) mehr und mehr Linux-Cluster für aufwändige Crash-Simulationen und andere Aufgaben ein.

Der Hunger nach Rechenleistung ist bei diesen Ingenieuren enorm. Die Hochleistungscomputer für CAE werden im Schnitt alle 18 Monate ausgetauscht. Deshalb steht bei der Auswahl der Architektur ein sehr gutes Verhältnis von Preis und Performance im Vordergrund. Einzelne Hersteller wie Daimler-Chrysler wurden schon im Jahr 1999 auf Linux aufmerksam und begannen Cluster zu testen. Produktive Systeme sind inzwischen über ein halbes Jahr oder länger im Einsatz.

Kaum ein Autobauer ohne Linux-Cluster

Auf einer Veranstaltung der Tübinger Firma Science + Computing berichteten Vertreter der vier süddeutschen Automobilfirmen über ihre Erfahrungen. Das Wichtigste gleich vorweg: Alle vertretenen Autobauer wollen ihr Linux-Engagement verstärken und erwarten im CAE-Sektor außerdem, dass der Anteil von Linux-Clustern an der Gesamtrechenleistung weiter steigt.

Karsten Gaier, der Marketing-Leiter von Science + Computing, geht fürs letzte Quartal des Jahres 2001 bereits von 65  Clustern mit insgesamt 1300 Prozessoren allein für CAE-Anwendungen der deutschen Autoindustrie aus. Bei der allseits bekannten Diskretion der Autobranche kann man jedoch getrost eine höhere Dunkelziffer annehmen. Gut die Hälfte der Prozessorleistung steckt dabei in Crash-Simulationen.

Diese und die Berechnungen der elektromagnetischen Feldverteilung, Simulationen des Gießvorgangs von Motor- und Getriebeteilen sind einige der Aufgaben aus dem High Performance Technical Computing (HPTC), bei denen sich die Linux-Cluster bewährt haben. Die durchschnittliche Größe der Verbundrechner im Automobilbau liegt bei 47 Knoten, einer der acht Cluster "beim Daimler" hat 192 Knoten. Vergleich: Im mittlerweile legendären CLOWN-Cluster der WDR-Computernacht von 1998 waren es 512.

Abbildung 1: Das Forum der Tübinger Firma Science+Computing zum Thema "Linux-Cluster im CAE-Umfeld" zog fast 150 Fachbesucher an, vor allem Hardwarehersteller und Vertreter der Automobilindustrie.

CAE-Anwendungen: Spezialität für Tux

Im Gegensatz zu der sehr heterogenen Architektur bei diesem Projekt, bunt gemischt aus Alphas und PCs, bestehen die einzelnen Knoten bei produktiven Clustern aus identischer Hardware. Die hauptsächlichen Anforderungen an diese Geräte sind ganz zuerst hohe Rechengeschwindigkeit und eventuell geringer Platzbedarf.

Zwar sind Rackserver der kleinstmöglichen Bauhöhe (1-Unit-Server) bereits eine sehr platzsparende Möglichkeit, Rechenleistung auf engem Raum unterzubringen, der Trend geht jedoch in Richtung Server Blades, bei denen die komplette PC-Hardware auf einer Platine untergebracht ist und sich deshalb noch dichter packen lässt. Hewlett-Packard und Compaq haben beispielsweise solche Blades mit den Bezeichnungen Quick Blade beziehungsweise Powerbar im Angebot.

Beide noch getrennten Firmen versprechen sich von Linux-Clustern erhöhte Absatzchancen in einem sonst schwierigen Server-Umfeld. Henry Strauß, Senior Software Analyst bei Hewlett-Packard, glaubt, dass 25 Prozent aller heutigen CAE-Anwendungen auf Linux-Clustern laufen könnten. Jochen Krebs, Supercomputing-Spezialist bei Compaq, geht sogar davon aus, dass etwa ab 2003 Linux den Markt im High Performance Computing dominieren wird. Neben ingenieurtechnischen Berechnungen erwartet er vor allem in der Bio-Informatik und in der Energiewirtschaft die größten Zuwachsraten. In diesen Bereich fällt auch die Ankündigung von IBM, für Shell einen Cluster mit über 1000 Knoten aufzusetzen.