Europas Königin der Rechner: Jülicher Superrechner JUQUEEN knackt die 5 Petaflops

Als erster Supercomputer Europas mit einer Rechenleistung von über 5 Petaflops – das entspricht 5 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde – eröffnet die Maschine neue Möglichkeiten für rechenintensive Großprojekte und ein noch breiteres Spektrum an Arbeitsgruppen.

„Mit JUQUEEN positioniert sich das Forschungszentrum Jülich einmal mehr als führender Standort für wissenschaftliche Berechnungen“, betont Prof. Achim Bachem, Vorsitzender des Vorstands des Forschungszentrums Jülich, anlässlich des guten Abschneidens auf der TOP500. „Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler finden hier ideale Bedingungen vor, um aufwendige Klima- und Atmosphärensimulationen durchzuführen, umfangreiche Gehirn- oder Galaxienmodelle zu erstellen oder neue Materialien und Teilchen zu erforschen.“

Mit 442.368 Rechenkernen in 24 Racks erreicht das neue System derzeit eine maximale Rechenleistung von 5,033 Petaflops, was ungefähr der Leistung von 100.000 modernen PCs entspricht. Anfang 2013 ist eine weitere Aufstockung auf 28 Racks geplant. In JUQUEEN steckt ein BlueGene/Q-System von IBM. Superrechner dieses Typs gehören mit rund zwei Gigaflops pro Watt zu den energieeffizientesten Superrechnern der Welt. Im Vergleich zum Vorgänger JUGENE hat sich die Energieeffizienz um das Fünffache verbessert. Grund dafür ist unter anderem die direkte Wasserkühlung, bei der das Kühlwasser die Wärme direkt von den Prozessoren abführt.

Gerüstet für große Herausforderungen

„JUQUEEN zielt vorrangig auf die Lösung hochkomplexer wissenschaftlicher Fragestellungen ab“, erläutert der Direktor des Jülich Supercomputing Centre, Prof. Thomas Lippert. Das System eignet sich insbesondere für Programme, die parallel auf einer sehr großen Anzahl von Rechenkernen laufen können. „Von der gesteigerten Rechenleistung profitieren Projekte aus verschiedenen wissenschaftlichen Gebieten wie den Neurowissenschaften, der computergestützten Biologie und der Energie- und Klimaforschung. Sie erlaubt komplizierte Berechnungen im Bereich der Quantenphysik, die bisher nicht durchführbar waren“, so Prof. Thomas Lippert.

„JUQUEEN ist ein leuchtendes Beispiel für eine Implementierung der IBM POWER-Architektur im Hinblick auf die erreichte Leistung und Energieeffizienz,“ sagt Melanie Fuchs, HPC Manager, IBM Deutschland. „Supercomputer dieser Klasse bieten mehr Möglichkeit denn je, neue intelligentere Lösungen, beispielsweise in den Lebenswissenschaften, der Energieforschung und der Umweltforschung, zu entwickeln.“

Jülicher Wissenschaftler hatten im Rahmen des Exascale Innovation Center (EIC), einem Gemeinschaftsprojekt von IBM und dem Forschungszentrum Jülich, frühzeitig Zugang zur BlueGene/Q-Architektur und konnten ihre Anwendungen vorab auf einem Prototyp anpassen. Auf JUQUEEN liefen bereits umfangreiche Berechnungen aus dem Bereich der Elementarteilchenphysik und zu Phasenübergängen in Datenspeicher-Materialien. Darüber hinaus nutzen Jülicher Hirnforscher das neue System, um darauf die Aktivität in Hirnstrukturen zu simulieren. JUQUEEN verspricht außerdem neue Möglichkeiten für das Human Brain Project, dessen Hauptziel die Simulation des menschlichen Gehirns ist. Das Projekt ist eines von sechs Vorhaben, die sich derzeit in der Endauswahl des europäischen FET-Flagship-Programms um Fördergelder von bis zu einer Milliarde Euro bewerben.

Ganz im Dienst der Wissenschaft

JUQUEEN wurde zu gleichen Teilen aus Bundes- und Landesmitteln finanziert und wird vom Forschungszentrum Jülich im Forschungsprogramm Supercomputing der Helmholtz-Gemeinschaft betrieben. Der neue Jülicher Spitzenrechner steht Wissenschaftlern aus Deutschland und ganz Europa offen. Zwei Drittel der Rechenzeit werden über zwei Supercomputing-Verbünde vergeben: über das Gauss Centre for Supercomputing (GCS), einem Zusammenschluss der drei nationalen Höchstleistungsrechenzentren in Jülich, Garching und Stuttgart, und über die europäische Forschungsinfrastruktur PRACE. Ein weiteres Drittel steht Nutzern des Forschungszentrums Jülich und der Jülich-Aachen Research Alliance (JARA) zur Verfügung.

Weitere Informationen:
– TOP500-Liste
http://www.top500.org/lists/2012/11/
– Technische Informationen zu JUQUEEN
http://www.fz-juelich.de/ias/jsc/EN/Expertise/Supercomputers/
JUQUEEN/JUQUEEN_node.html
– Jülich Supercomputing Centre
http://www.fz-juelich.de/ias/jsc/DE/Home/home_node.html

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