Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Supercomputer zum Spartarif - Magdeburger Physiker bauen Parallelrechner

07.02.2001


... mehr zu:
»Physik »Prozessor »Rechner »Supercomputer
Der neue Rechner der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg heißt Tina. Mit ihrer Länge von sechs Metern und ihrem Gewicht von fünf Tonnen sieht Tina aus wie einer der großen Supercomputer von IBM oder Cray. Auch
der Stromverbrauch von 10 kW deutet darauf hin, dass hier ein Höchstleistungsrechner arbeitet. Während man für die Spitzenmodelle von IBM und Co. allerdings mehrere Millionen hinblättern muss, kostete Tina nur 453.000,00 DM. Das Geheimnis des extrem günstigen Preis-Leistungs-Verhältnisses liegt im Aufbau: Tina besteht aus handelsüblichen PCs, die zu einem Parallelrechner zusammengeschaltet wurden. Geplant und gebaut wurde der preiswerte Supercomputer von zwei Physikern am Institut für Theoretische Physik. "PCs sind inzwischen so billig, dass irgendwann die Idee einfach reif war, viele davon zu einem Parallelcomputer zu vernetzen", sagt Alexander Schinner, einer der Väter von Tina.

Jeder der 72 PCs im Inneren von Tina besteht aus zwei Pentium III Prozessoren mit 800 MHz Taktfrequenz und hat einen Arbeitsspeicher von 512 MByte, entspricht also in etwa dem, was sich ein anspruchsvoller Anwender heutzutage auf den Schreibtisch stellt. 72 mal 2 Pentium Prozessoren - ist Tina damit 144 mal so schnell wie ein moderner PC? "Nicht ganz", so Dr. Stephan Mertens, der zweite Vater von Tina, "die vielen Prozessoren müssen ihre Arbeit ja koordinieren." Die Koordination der Prozessoren kostet aber Zeit - wie viel, das hängt von der Programmierung ab und dem Netzwerk, das die einzelnen Prozessoren miteinander verbindet. Konventionelle Supercomputer sind u.a. deshalb so teuer, weil sie für diesen Zweck spezielle Netzwerktechnik enthalten. Die Magdeburger Universitätswissenschaftler verwenden auch hier Standardtechnologie, wie sie z.B. bei der Vernetzung von Büro-Computern eingesetzt wird. Dass dies die Leistungsfähigkeit nicht unbedingt einschränken muss, zeigen erste Tests, bei denen Tina eine Rechenleistung von über 40 Gflops (Milliarden Rechenoperationen pro Sekunde) erreichte. Das ist ein sehr beachtlicher Wert, auch im weltweiten Maßstab. Zum Vergleich: ein Cray T3E Supercomputer erreicht mit einer ähnlichen Anzahl von Prozessoren 58 Gflops. Stephan Mertens: "Unser Traum ist es natürlich, mit Tina einen Platz in den TOP 500 der Supercomputer zu erobern." Die TOP 500 ist eine Rangliste der 500 schnellsten Computer der Welt (www.top500.org), die zweimal jährlich von den Universitäten Mannheim und Tennessee veröffentlicht wird. Die aktuelle Liste wird angeführt von einem Rechner mit 8192 Prozessoren und der sagenhaften Leistung von 4938 Gflops, aber für einen Platz ganz hinten reicht im Augenblick noch eine Leistung von 55 Gflops. Die Magdeburger Physiker müssen Tinas Leistung also noch ein wenig steigern, um ihren Traum von einer Platzierung in der Weltelite der Superrechner zu verwirklichen, aber die Situation ist nicht aussichtslos, denn noch ist Tina nicht voll ausgebaut. Alexander Schinner: "Bisher konnten wir nur eine Hälfte der vorgesehenen Netztechnik installieren. Vom Vollausbau versprechen wir uns noch eine Leistungssteigerung." Auch die Software biete noch einige Möglichkeiten der Optimierung, ergänzt sein Kollege Stephan Mertens.

Sobald Tina komplett ist, ist aber Schluss mit der Jagd nach neuen Geschwindigkeitsrekorden, denn der Rechner wurde schließlich für Forschungsaufgaben angeschafft. Die Arbeitsgruppen von Professor Klaus Kassner (Computerorientierte Physik) und Professor Andreas Engel (Nichtlineare Dynamik) wollen mit Tinas Hilfe Probleme aus den Bereichen Kristallwachstum, der Dynamik von Schüttgütern und Strömungen und der mathematischen Optimierung lösen. Es ist allerdings nicht ganz einfach, einen massiv-parallelen Rechner wie Tina dazu zu bewegen, komplizierte mathematische Probleme zu lösen. "Paralleles Programmieren ist eine Wissenschaft für sich", so Dr. Mertens, "aber wir bieten entsprechende Einführungsvorlesungen und Seminare an." Die Tatsache, dass Tina nicht wie ihre teuren Kollegen abgeschottet in einem Rechenzentrum steht, kommt den Studierenden entgegen. Sie müssen keine Anträge auf Rechenzeit stellen und können zu Übungszwecken auch schon mal den kompletten Rechner belegen. Heiko Bauke, Physikstudent im siebenten Semester an der Magdeburger Universität, ist aktiv an Aufbau und Betrieb des Rechners beteiligt. Bauke: "Durch die Arbeit an Tina habe ich wahrscheinlich mehr über Betriebssysteme und Computernetzwerke gelernt als mancher Diplom-Informatiker und Spaß macht es auch!"

Der Spaß an Hochleistungsrechnern ist es auch, der die Väter von Tina motiviert, denn es ist nicht einfach, neben den üblichen Forschungs- und Lehrverpflichtungen ein solches System zu bauen und zu betreiben. Während die teuren Supercomputer schlüsselfertig und mit Wartungsvertrag gekauft werden, sind die Magdeburger Physiker für ihren Selbstbaurechner ganz allein verantwortlich. Tinas Väter opfern ihrem "Kind" jedenfalls einen großen Teil ihrer Freizeit. Dank ihres Engagements hat Tina alle Chancen, auf der diesjährigen Computermesse CeBIT zum Star auf dem Stand der Hochschulen Sachsen-Anhalts zu avancieren.

Mehr Informationen zu Tina gibt es im Internet:
http://tina.nat.uni-magdeburg.de
Für Rückfragen stehen Alexander Schinner (0173) 6129128 und Stephan Mertens (0172) 5266099 gern zur Verfügung.

Weitere Informationen finden Sie im WWW:

Waltraud Riess | idw

Weitere Berichte zu: Physik Prozessor Rechner Supercomputer

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Saarbrücker Forscher erstellen digitale Objekte aus unvollständigen 3-D-Daten
12.10.2017 | Universität des Saarlandes

nachricht Big Data: Flächendeckendes Messnetz für Feinstaub
09.10.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Im Focus: Smart sensors for efficient processes

Material defects in end products can quickly result in failures in many areas of industry, and have a massive impact on the safe use of their products. This is why, in the field of quality assurance, intelligent, nondestructive sensor systems play a key role. They allow testing components and parts in a rapid and cost-efficient manner without destroying the actual product or changing its surface. Experts from the Fraunhofer IZFP in Saarbrücken will be presenting two exhibits at the Blechexpo in Stuttgart from 7–10 November 2017 that allow fast, reliable, and automated characterization of materials and detection of defects (Hall 5, Booth 5306).

When quality testing uses time-consuming destructive test methods, it can result in enormous costs due to damaging or destroying the products. And given that...

Im Focus: Cold molecules on collision course

Using a new cooling technique MPQ scientists succeed at observing collisions in a dense beam of cold and slow dipolar molecules.

How do chemical reactions proceed at extremely low temperatures? The answer requires the investigation of molecular samples that are cold, dense, and slow at...

Im Focus: Kalte Moleküle auf Kollisionskurs

Mit einer neuen Kühlmethode gelingt Wissenschaftlern am MPQ die Beobachtung von Stößen in einem dichten Strahl aus kalten und langsamen dipolaren Molekülen.

Wie verlaufen chemische Reaktionen bei extrem tiefen Temperaturen? Um diese Frage zu beantworten, benötigt man molekulare Proben, die gleichzeitig kalt, dicht...

Im Focus: Astronomen entdecken ungewöhnliche spindelförmige Galaxien

Galaxien als majestätische, rotierende Sternscheiben? Nicht bei den spindelförmigen Galaxien, die von Athanasia Tsatsi (Max-Planck-Institut für Astronomie) und ihren Kollegen untersucht wurden. Mit Hilfe der CALIFA-Umfrage fanden die Astronomen heraus, dass diese schlanken Galaxien, die sich um ihre Längsachse drehen, weitaus häufiger sind als bisher angenommen. Mit den neuen Daten konnten die Astronomen außerdem ein Modell dafür entwickeln, wie die spindelförmigen Galaxien aus einer speziellen Art von Verschmelzung zweier Spiralgalaxien entstehen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

Wenn die meisten Menschen an Galaxien denken, dürften sie an majestätische Spiralgalaxien wie die unserer Heimatgalaxie denken, der Milchstraße: Milliarden von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

bionection 2017 erstmals in Thüringen: Biotech-Spitzenforschung trifft in Jena auf Weltmarktführer

13.10.2017 | Veranstaltungen

Tagung „Energieeffiziente Abluftreinigung“ zeigt, wie man durch Luftreinhaltemaßnahmen profitieren kann

13.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

ESO-Teleskope beobachten erstes Licht einer Gravitationswellen-Quelle

16.10.2017 | Physik Astronomie

Was läuft schief beim Noonan-Syndrom? – Grundlagen der neuronalen Fehlfunktion entdeckt

16.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Gewebe mit Hilfe von Stammzellen regenerieren

16.10.2017 | Förderungen Preise