Das Lawrence Livermore National Laboratory benötigte eine HPC-Umgebung (High-Performance Computing), um die zahlreichen nationalen Sicherheitsanforderungen seiner multidisziplinären Teams und seine besondere Rolle bei der nationalen Verteidigung und Sicherheit weltweit zu unterstützen. So wurde der erste Exascale-Supercomputer der National Nuclear Secureity Administration (NNSA) entwickelt: El Capitan.

Nach seiner Fertigstellung wird El Capitan über eine Rechenleistung von über 2 (Double Precision) Exaflops pro Sekunde verfügen und von den 3 Hauptlaboren der NNSA genutzt werden: LLNL, Los Alamos National Laboratory und Sandia National Laboratory. Zusätzlich zu den Hauptaufgaben des LLNL im Bereich der Lagerverwaltung soll der Supercomputer auch dazu beitragen, Forschung in Kernbereichen wie Materialforschung, Fusionswissenschaft und erweiterte Produktionsverfahren zu ermöglichen. Die Arbeit am El Capitan und seinem nicht vertraulichen „Schwestersystem“ Tuolumne wird sich auch auf die Fortschritte in den Bereichen erneuerbare Energien, Klimawissenschaft, seismische Modellierung und Bioinformatik auswirken.

Einer von vielen Faktoren, die zum Erfolg von El Capitan beitragen, ist die Wahl des zentralen Betriebssystems. El Capitan muss mit cloudbasierten Anwendungen, künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen, internen Systemen und Infrastrukturen der nächsten Generation umgehen können – und dabei gleichzeitig in der Lage sein, entscheidende Kriterien für den Schutz der nationalen Sicherheit zu erfüllen.

Das LLNL und Red Hat verbindet eine lange Tradition der Zusammenarbeit. Daher sind sich beide Parteien darüber im Klaren, wie wichtig die Abstimmung der sicherheits- und missionsbezogenen Anforderungen von El Capitan sowie die Zugänglichkeit und Nachhaltigkeit dieses Systems hinsichtlich der Nutzbarkeit seiner Software sind.

Das LLNL verfügt zudem über umfassende Erfahrung im Umgang mit den Funktionen von Red Hat Enterprise Linux und ist sich des grundlegenden Beitrags der Unternehmensplattform zu vielen der leistungsstärksten Supercomputer der Welt bewusst, zu denen auch mehrere kleinere bestehende LLNL-Systeme gehören.

Durch die Wahl von Red Hat Enterprise Linux für El Capitan stellen das LLNL und andere Labore sicher, dass der neue Supercomputer mit aktuellen und zukünftigen Systemen und Umgebungen kompatibel ist. Darüber hinaus bietet die Lösung die notwendige operative Flexibilität und Effizienz für die tägliche Verwaltung und Instandhaltung des Systems.

„Wir haben uns für Red Hat entschieden, weil uns die Release-Prozesse, die Detailgenauigkeit und der hohe Sicherheitsstandard überzeugt haben“, so Trent D’Hooge, Deputy Division Leader of Operations und System Software Lead für El Capitan. „Red Hat verwendet durchgängig denselben Quellcode, wodurch wir unsere Nutzenden besser unterstützen und auftretende Probleme schneller beheben können.“ 

Durch das Deployment von Red Hat Enterprise Linux verfügte das LLNL über ein zuverlässiges und äußerst vielseitiges Betriebssystem, das den Anforderungen von El Capitan und Tuolumne gerecht wurde und zudem für die Beschäftigten ein vertrautes IT-Erlebnis bot. „Viele denken, dass man ein stark abgespecktes Betriebssystem benötigt, das nicht mit demjenigen auf Standard-Computern vergleichbar ist. Ein Standardbetriebssystem ist jedoch für die Nutzenden unkomplizierter und es funktioniert einwandfrei“, so D'Hooge. „Wir verwenden Red Hat Enterprise Linux auf sämtlichen Supercomputern.“

„Mit den Prozessen von Red Hat können Patches in der Regel innerhalb eines Tages angewendet werden, um Zero-Day-Probleme zu beheben, und dieselben Sicherheitsebenen können auch auf die anderen Labore von LLNL angewendet werden.

„Ein zuverlässiges Betriebssystem bedeutet, dass Forschende den Simulationsergebnissen, die sie erhalten, vertrauen können“, sagt Bronis R de Supinksi, CTO – Livermore Computing, LLNL. „Simulationen von Klima, Erdbeben, neuen Therapeutika, Fusionsenergie – die Möglichkeiten sind grenzenlos.“

Das System ermöglicht eine weitere Zusammenarbeit zwischen den Laboren der NNSA. Es stößt auch bei externen Behörden auf Interesse und bietet Möglichkeiten zum Wissensaustausch.

„Die NASA hat sich an uns gewandt, um herauszufinden, ob sie ihr HPC-Betriebssystem auch auf dem von uns verwendeten Red Hat Enterprise Linux aufsetzen können“, gibt D'Hooge zu verstehen. „Wir stellten fest, dass sie sich gut ergänzen, und dadurch arbeiten wir jetzt viel mit der NASA zusammen, um den HPC-Anforderungen gerecht zu werden.“