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Um die Detailgenauigkeit ihrer komplexen Wetterprognosemodelle zu erhöhen, benötigt die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) die maximale Leistung, die sie mit ihrem Budget erhalten kann. Nach Auswertung aller Optionen setzt die Organisation einen neuen HPI SGI-Supercomputer mit 7000 Kernen ein, der mit SUSE Linux Enterprise Server für HPC läuft. Die Stabilität des Betriebssystems und der herausragende Support von SUSE gewährleisten, dass den Bürgern und Regierungsbehörden in ganz Österreich immer aktuelle Wetterdaten zur Verfügung gestellt werden können.
Überblick
Die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) ist ein Forschungsinstitut des österreichischen Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung. Das Institut hat seinen Hauptsitz in Wien und beschäftigt 360 Mitarbeiter.
Die ZAMG bietet wesentliche Dienstleistungen, von Wetterprognosen über Klimamodellierung bis hin zu Erdbebenüberwachung. Die Organisation arbeitet eng mit Partnern wie der Europäischen Weltraumorganisation zusammen, um ein besseres Verständnis der Auswirkungen des Klimawandels zu erlangen, und trägt zu Open Data Initiativen bei. Die ZAMG betreibt außerdem 3106 m über dem Meeresspiegel das höchste Observatorium der Welt. Es kann ganzjährig genutzt werden.
Die ZAMG ist auf kurzfristige Wetterprognosen spezialisiert und liefert Wetterdaten für öffentliche Veranstaltungen, einschließlich der Olympischen und Paralympischen Winterspiele 2018 in PyeongChang.
Die Herausforderung
Um die Präzision und die Detailgenauigkeit der Wetterprognosen stetig zu verbessern, sucht die ZAMG ständig nach Möglichkeiten, die Datenauflösung ihrer Modelle zu erhöhen.
Dipl. Ing. Mag. Günther Tschabuschnig, CIO der ZAMG, erklärt: „Wir setzen uns immer höhere Ziele. Wir erstellen derzeit alle fünf Minuten dreistündige Prognosen. Es erfordert enorme Rechenkapazitäten, detailliertere Prognosen zu erstellen. Unsere größte Herausforderung ist die Balance aus Innovation mit den verfügbaren Ressourcen und der gleichzeitigen Bereitstellung kritischer meteorologischer Daten rund um die Uhr.“
Die ZAMG erhält 22 Millionen Datensätze pro Tag. Die Integration von Satellitendaten in die Prognosemodelle ist der nächste Schritt, um diese noch präziser zu machen.
Darüber hinaus plant die ZAMG die Installation von 10.000 Umweltsensoren in ganz Wien. Big Data-Analysen und künstliche Intelligenz werden verwendet, um auf der Grundlage dieser Implementierung des Internets der Dinge tiefere Einblicke in die Zusammenhänge zwischen Wetter und Verkehr zu erhalten.
„Das wichtigste Ergebnis für uns ist, dass wir mit SUSE Linux Enterprise Server für HPC und dem HPE SGI-System die beste Leistung für unser Budget bekommen. SUSE ist ein Innovator, und wir streben stets danach, mit SUSE zukünftig neue Funktionen zu erschließen.“
SUSE Lösung
Aufgrund von über 20 Jahren Erfahrung mit SUSE Linux hat die ZAMG SUSE Linux Enterprise Server für HPC (High-Performance Computing) als Betriebssystem für seinen leistungsstarken HPE SGI-Supercomputer mit 7000 Kernen ausgewählt.
Dipl.-Met. Matthias Langer, Leiter für Applikationsarchitektur und Entwicklung der ZAMG, führt aus: „Wir betreiben drei HPC-Umgebungen, in denen insgesamt etwa 500 Rechenknoten mit SUSE Linux Enterprise Server für HPC laufen. Unser größter Cluster bietet eine Rechenkapazität von über 600.000 GFlops.“
Außerdem verwendet die ZAMG SUSE Linux Enterprise Server, um das hoch gradig skalierbare parallele Dateisystem Lustre zu betreiben, eine beliebte Open Source-Lösung innerhalb der HPCCommunity. Big Data-Analysen und Workloads für maschinelles Lernen mit Apache Hadoop und Apache Spark laufen auf SUSE Linux Enterprise ebenfalls zuverlässig und schnell.
Abgesehen von den Supercomputern wird openSUSE auf 500 Servern mit KVM-Virtualisierung und 200 DesktopPCs der Organisation genutzt. „Unsere Erfahrung mit SUSE Linux war über die Jahre sehr positiv“, sagt Günther Tschabuschnig. „Das SUSE Team ist kompetent und SUSE Linux äußerst zuverlässig.“
Die Unterstützung für das HPC-System wird durch den Serveranbieter bereitgestellt, aber die ZAMG arbeitet auch direkt mit SUSE. Ing. Manfred Göstl, bei der ZAMG verantwortlich für Systemdesign und Systemmanagement, bestätigt: „Das SUSE Supportteam ist sehr professionell und behebt technische Probleme schnell. Wir arbeiten gerne mit SUSE und wissen es zu schätzen, dass wir auch beim Thema Systemarchitektur um Rat fragen können.“
Die Ergebnisse
Durch den Betrieb von Standardservern und HPC-Systemen auf SUSE Linux ist die ZAMG in der Lage, alle Systeme effizienter zu verwalten und ein höheres Maß an Standardisierung zu erzielen. Die Organisation setzt die integrierten Tools YaST und AutoYaST für die Automatisierung von Verwaltungsaufgaben ein.
Die Möglichkeit, SUSE Linux auf DesktopPCs zu nutzen, optimiert auch Workflows für Entwickler. So können sie auf einer Plattform arbeiten, die stark auf die Produktionsumgebung abgestimmt ist. Augrund der Benutzerfreundlichkeit von SUSE Desktop sind die Entwickler heute in der Lage, effizienter zu arbeiten.
Matthias Langer merkt dazu an: „Die Tatsache, dass sich SUSE Linux Enterprise Server für HPC bewährt hat, ist wichtig für uns, da wir den Betrieb rund um die Uhr gewährleisten müssen. Dank des Long Term Service Pack Support können wir für längere Zeiträume planen, unsere Investitionen schützen und unsere Wertschöpfung maximieren.“
Die beeindruckende Flexibilität von SUSE Linux ist ein weiterer Pluspunkt für die ZAMG. Während der Arbeit an 180 Projekten mit Partnerinstitutionen müssen bei der ZAMG oft bestimmte Software-Releases installiert werden, damit spezialisierte Anwendungen reibungslos funktionieren. Matthias Langer sagt: „Die Portabilität von Anwendungen in HPC-Systemen ist der Schlüssel, und wir hatten noch nie Probleme bei der Verwendung von SUSE Linux. Dies erleichtert die Zusammenarbeit und ermöglicht es uns, die Prognosen zu verbessern und die Forschung voranzutreiben.“
Günther Tschabuschnig fasst zusammen: „Das wichtigste Ergebnis für uns ist, dass wir mit SUSE Linux Enterprise Server für HPC und dem HPE SGI-System die bestmögliche Leistung für unser Budget bekommen. SUSE ist ein Innovator, und wir streben stets danach, mit SUSE zukünftig neue Funktionen zu erschließen, von OpenStack bis hin zu Linux-Containern.“