Het is een blikvanger, de blitse supercomputer van de Franse automatiseerder Bull in de computerzaal van het KNMI (Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut) in De Bilt. Maar geen supercomputer zonder indrukwekkend robuuste koel- en energiemachines. Die staan in en bij de voormalige atoombunker op het terrein van het weerinstituut. Daar was wel een grondige verbouwing met het nodige hak-, breek- en denkwerk voor nodig.
Hoewel de apparatuur in de loop der jaren steeds kleiner is geworden, staat bij het KNMI een machine die nog echt voldoet aan de beeldvorming van computers in rekencentra. De rode en groene lichtjes van de compute-nodes knipperen onafgebroken achter de zilverachtige, kunstige metalen bekleding van de manshoge en metersbrede rekenautomaat. Het omhulsel van deze BullX B500 heeft wel iets weg van een computergrid. Ook het oog wil wat; laat de afwerking maar aan Fransen over.
Het KNMI heeft zijn nieuwe supercomputer van Bull afgelopen maart in gebruik genomen. Bulls 'super' vervangt het ruim vijf jaar oude Altix-systeem van Silicon Graphics dat niet meer voldoende rekencapaciteit had. Het KNMI zet het veertig maal krachtiger high performance computing (hpc)-systeem van Bull in voor het sneller, nauwkeuriger en complexer berekenen van weersverwachtingen en klimaatmodellen.
Atoombunker
Toch staat het meest indrukwekkende deel van de supercomputeromgeving elders op het KNMI-terrein in De Bilt. De technische installatie voor de energievoorziening – het datacenter heeft een eigen aansluiting op het netwerk – en de koeling staat in de atoombunker. Deze uitwijkzetel met noodrantsoenen, noodaggregaten en was- en douchegelegenheden was bedoeldvoor de op Soesterberg gelegerde eenheden van de Koninklijke Luchtmacht. Die zijn inmiddels weg; de bunker is nu nog deels in gebruik als uitwijklocatie voor het RIVM uit het nabijgelegen Bilthoven. De bunker van zo'n tweehonderd vierkante meter heeft ook een tijd als computercentrum dienst gedaan maar de laatste jaren fungeerde die als magazijn. Om de ruimte geschikt te maken voor het energie- en koelinstallaties moet de bunker vrijgemaakt en aangepast worden.
Koekoek
Dat zorgde voor de nodige hoofdbrekens, vertelt Jan Meijer, beheerder van het datacentrum bij het KNMI. Zo was er voor de grote dieselgenerator wel plek, maar geen ingang om het massieve apparaat in de bunker te plaatsen. Er moest naast de atoombunker een aparte kuil worden gegraven waar het noodstroomaggregaat met een dieseltank van tienduizend liter in getakeld kon worden. Bij een stroomstoring vangt overigens eerst een dups (dynamic uninterrupted power supply) de eerste vijf seconden van de netspanningsuitval op. Daarna neemt de opgestarte generator de back-uptaak over.
Voor de dups (in tweevoud, want redundant uitgevoerd) die wel in de bunker stan, moest er een koekoek worden aangelegd tegen de kelderwand. Een koekoek is een uitgebouwde bakconstructie en in deze bunker bedoeld om grote componenten te kunnen plaatsen en, een Arbo-eis, een tweede uitgang vanuit de bunker te kunnen realiseren. 'Tijdens het uitgraven van de koekoek zijn er archeologische vondsten uit de middeleeuwen gedaan, zoals brugrestanten en diverse scherven uit de tijd dat er op het terrein een klooster stond', vertelt Meijer. 'Dit betekende dat de werkzaamheden direct tijdelijk moesten worden stilgelegd om de plaatselijke archeologen hun werk te laten doen.'
Ook in de bunker zelf was het voor hoofdaannemer TES Installatietechniek regelmatig puzzelen om de powergeneratoren, warmtepompen, computairs (computer airconditioner) en noodstroomvoorzieningen met bijbehorend leiding- en kabelwerk te installeren. De verbouwing duurde zo'n zeven maanden. 'Boor maar eens een gat door een muur van 62 cm dik staalbeton. Ook moest de veerbare betonnen computervloer worden gesloopt en was er Armaflex-isolatiemateriaal nodig om condensatievormingen bij de leidingen tegen te gaan.'
Twee putten
Tijdens de rondleiding door de bunker geeft Meijer een toelichting op de gebruikte technologie voor koeling, energie en back-up. De datacenterbeheerder van vandaag de dag heeft aan computerkennis alleen niet voldoende meer. Hij moet kunnen meepraten over elektrotechniek, klimaatregelingen en bouwkundige zaken. In een van de bunkerruimtes staat bijvoorbeeld een enorme, dubbeluitgevoerde groepenkast. Meijer en zijn collega's moeten er het energieverbruik van kunnen aflezen. 'Ons datacenter heeft een pue van 1,24 bij 400Kw computervermogen en 1,14 bij 840Kw. Een pue zegt niet alles, maar veel bestaande datacentra hebben een pue van 1,8 of hoger.'Pue, power usage effectiveness, is een kengetal waarmee de energie-efficiëntie van datacentra wordt uitgedrukt.
De supercomputer en de andere systemen in het rekencentrum gebruiken veel energie die vrijkomt als warmte. Die warmte moet worden afgevoerd door koelinstallaties die ook weer energie gebruiken. Voor een duurzaam en energiezuinig computercentrum heeft het KNMI gekozen voor een combinatie van warmte- en koudeopslag in de ondergrond en vrije koeling op het dak van het weerstation. In de winter zorgt het luchtkoelingsysteem met twee koeltorens op het dak voor koeling van het computercentrum en koelt het tevens het grondwater af, dat vervolgens ondergronds wordt opgeslagen. In de zomer wordt dit grondwater gebruikt voor koeling van het computercentrum en wordt het opgewarmde grondwater ondergronds opgeslagen. 'Voor de warmte koude opslag in de bodem zijn er twee putten geslagen van 65 meter diep', vertelt Meijer, al wijzend op een bouwschema dat aan de muur hangt bij een warmtewisselaar (TSA).
Traditie
Het KNMI gebruikt al decennialang zware computersystemen. Merkvast is het weerinstituut nooit geweest: Electrologica, Burroughs, Unisys, Convex Computer, SGI, SUN Microsystems, SGI en nu Bull, vertelt Rob van Schaik, lid van het projectteam en systeembeheerder bij het KNMI. 'Wij benaderen tijdens aanbestedingen de markt altijd open. Hiermee houd je alle leveranciers scherp en kunnen wij als KNMI het meest gunstige systeem aanschaffen, ongeacht van welke leverancier.' Hij wijst er op dat de supercomputer van Bull niet het debuut betekent van de Franse automatiseerder bij het KNMI. Lachend: 'In een ver verleden werkte het KNMI nog met een Gamma3-systeem. Dat was nog met ponskaarten. Bull heeft lang geduld moeten hebben eer het weer aan de beurt was!'
Prestaties
Het high performance computing (hpc)-systeem bestaat uit 396 Bullx B500-compute-nodes die zijn uitgerust met twee Intel Xeon Series 5600-processors. De BullX B500 heeft 4752 cores (rekeneenheden), beschikt over een werkgeheugen van 9,5 terabyte, ofwel 9500 gigabyte, en heeft een maximale verwerkingsnelheid van 58,2 teraflop/s.
Het besturingssysteem is Linux-software, gebaseerd op Red Hat. Het Bull-monitoringsysteem, gebaseerd op de open source software Nagios en Ganglia, wordt gebruikt om alle serverapparatuur in de computerzalen te bewaken.
Het datacentrum heeft de Tier 3-status, wat inhoudt dat het een systeembeschikbaarheid, de uptime, heeft van 99,98 procent. De maximale uitval per jaar is 1,6 uur. Er bestaat ook nog een Tier 4-status voor een zeer streng beveiligd en dus duurder datacentrum met een uptime van 99.995 procent.
