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 Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits
15.12.2017 | Forschungszentrum Jülich GmbH

nachricht Neues Epidemie-Management-System bekämpft Affenpocken-Ausbruch in Nigeria
15.12.2017 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik