Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Booster für Supercomputer der nächsten Generation

15.11.2011
Start des europäischen Exascale-Projekts DEEP

Superrechner sind heute ein unersetzbares Hilfsmittel in fast allen Forschungsgebieten. Doch die bisherigen Konzepte lassen sich nicht unbegrenzt ausreizen, ohne dass Aufwand und Kosten unverhältnismäßig steigen. In dem EU-Projekt DEEP (Dynamical ExaScale Entry Platform) soll deshalb eine neue Plattform für Superrechner der nächsten Generation entstehen, mit Anwendungen unter anderem für die Hirnforschung, Klimawissenschaften und Erdbebenforschung. Das Projekt startet im Dezember dieses Jahres und wird am 17. November 2011 auf der wichtigsten Supercomputing-Konferenz weltweit, der SC’11 in Seattle, vorgestellt.

Wissenschaftler benötigen schon heute gigantische Rechenkapazitäten, um biologische Organe zu modellieren und immer vielschichtigere Modelle des Klimas, des Universums oder komplexer Bausteine der Materie zu entwickeln. Damit Europas Forschung auch in Zukunft auf die notwendigen Ressourcen im High Performance Computing (HPC) zugreifen kann, peilt das Forschungszentrum Jülich zusammen mit den Firmen Intel, ParTec und 12 weiteren europäischen Partnern aus 8 Ländern mit DEEP bis zum Jahr 2020 den Eintritt in die Exaflop/s-Ära an. Mit einer Trillion Rechenoperationen pro Sekunde wäre ein solcher Exaflop/s-Computer rund tausendmal schneller als heutige Superrechner. Schon 2014/2015 erwarten die Wissenschaftler einen ersten Vorläufer mit der Leistung von 100 Petaflop/s, rund hundertmal schneller als heutige Petaflop/s-Rechner wie etwa Jülichs Petaflop/s-Rechner JUGENE.

Mit der Exaflop/s-Klasse können Wissenschaftler Herausforderungen angehen, die heute noch utopisch wirken, wie die detaillierte Simulation des menschlichen Gehirns. Solche Leistungssteigerungen lassen sich allerdings nur durch paralleles Rechnen mit Millionen von Prozessoren erzielen. Mit heutiger Technik stiegen die Energiekosten dadurch ins Unbezahlbare. Um einen wirtschaftlichen Exascale-Rechner zu ermöglichen, werden die Forscher in dem mit acht Millionen Euro von der Europäischen Kommission geförderten DEEP-Projekt die Vernetzung verschiedener Hardware-Komponenten optimieren und neue energiesparende Kühlsysteme integrieren.

Jülicher Wissenschaftler haben für DEEP eine neuartige „Cluster Booster Architektur“ konzipiert. Ein wichtiges Element darin sind noch in der Entwicklung befindliche, speziell für das Parallelrechnen ausgelegte Prozessoren, die Intel® Many Integrated Core Architecture, mit 50 und mehr Rechenkernen auf einem Chip. Je 512 solcher MIC-Prozessoren werden durch ein von der Universität Heidelberg entwickeltes Hochgeschwindigkeitsnetzwerk, genannt Extoll, vielfach untereinander zu einem Booster vernetzt, der das Gesamtsystem beschleunigt. „Die enge Kooperation mit Intel hilft uns, die Entwicklung von Exascale-fähigen Cluster-Architekturen zu beschleunigen, und die Herausforderung anzugehen, Hardware und Software für Systeme dieser Leistungsklasse zu bauen, zu programmieren und zu betreiben“, erläutert Prof. Thomas Lippert, Leiter des Jülich Supercomputing Centre.

Der neue Ansatz berücksichtigt, dass großangelegte zukünftige Simulationen aus mehreren, verschiedenartigen Aufgabenteilen bestehen werden mit komplizierten Kommunikationsmustern zwischen den Prozessoren. Die Idee: Die komplexen Bestandteile eines Programms werden auf dem „Herzstück“ des Parallelrechners, einem Cluster mit Intel Xeon Server-Prozessoren ausgeführt. Einfache, hochparallele Programmteile, die nicht auf solche CPUs angewiesen sind, werden dagegen an die Booster-Module abgegeben, die mit ihrer großen Anzahl an einfacher strukturierten Rechenkernen derartige Aufgaben deutlich energieeffizienter berechnen können.

„Die enge Zusammenarbeit zwischen Intel, Europas größtem wissenschaftlichen Rechenzentrum in Jülich und ParTec, dem führenden Anbieter für Cluster Software, bietet eine einzigartige Möglichkeit, die Evolution von Plattformen für Cluster-Systeme im High Performance Computing voranzubringen. Die Arbeit an der neuen DEEP-Architektur wird ein Schlüssel sein für das Verständnis und die Entwicklung zukünftiger Exascale-Systeme, Middleware und Anwendungen“, erklärt Stephen Pawlowski, Intel Senior Fellow and General Manager, Datacenter and Connected Systems Pathfinding.

Hugo R. Falter, Chief Operating Officer von ParTec, berichtet: „Ich freue mich, mit dem Cluster Operating System ParaStation einen Beitrag zum erfolgreichen Gelingen dieses visionären Projekts leisten zu können.“ Aufbauend auf einer erweiterten Version dieses Cluster-Betriebssystems wird mit DEEP eine komplette Software-Umgebung für die neue Hardware-Architektur geschaffen. Neben Werkzeugen für Anwendungsentwickler wird im Rahmen des Projekts auch Anwendungssoftware für die Hirnforschung, Klimawissenschaften, Erdbebenforschung, Hochtemperatursupraleitung und das Computational Fluid Engineering auf die Plattform übertragen.

Das Forschungszentrum Jülich, Intel und ParTec arbeiten seit 2010 in einer engen Kooperation, dem ExaCluster Laboratory in Jülich, an der Entwicklung neuartiger Systemarchitekturen und Softwarewerkzeuge für Cluster-Rechner. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Skalierbarkeit von Systemen und Software bis hin zur Exascale-Klasse, und der Sicherstellung der Zuverlässigkeit dieser Systeme. Das DEEP Projekt wurde federführend vom ExaCluster Laboratory initiiert.

Weitere Informationen:
SC’11 - International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis:

http://www.sc11.supercomputing.org/

Forschung am Jülich Supercomputing Centre (JSC):
http://www.fz-juelich.de/ias/jsc/
Projektpartner:
Forschungszentrum Jülich (DE): http://www.fz-juelich.de
Intel GmbH (DE): http://www.intel.de
ParTec Cluster Competence Center GmbH (DE): http://www.par-tec.com/
Leibniz-Rechenzentrum der Bayrischen Akademie der Wissenschaften (DE): http://www.lrz.de/

Universität Heidelberg (DE): http://www.uni-heidelberg.de

German Research School for Simulation Sciences (DE): http://www.grs-sim.de

Eurotech (IT): http://www.eurotech.com

Barcelona Supercomputing Center (ES): http://www.bsc.es

Mellanox (IL): http://www.mellanox.com/

École Polytechnique Fédérale de Lausanne (CH): http://www.epfl.ch

Katholieke Universiteit Leuven (BE): http://www.kuleuven.be

European Centre for Research and Advanced Training in Scientific Computation (FR): http://www.cerfacs.fr

Cyprus Institute (CY): http://www.cyi.ac.cy

Universität Regensburg (DE): http://www.uni-regensburg.de

CINECA (IT): http://www.cineca.it

CCGVeritas (FR): http://www.cggveritas.com

Ansprechpartner:
Wolfgang Gürich
02461 61-6540
w.guerich@fz-juelich.de
Pressekontakt:
Tobias Schlößer
02461 61-4771
t.schloesser@fz-juelich.de
Das Forschungszentrum Jülich...
... betreibt interdisziplinäre Spitzenforschung, stellt sich drängenden Fragen der Gegenwart und entwickelt gleichzeitig Schlüsseltechnologien für morgen. Hierbei konzentriert sich die Forschung auf die Bereiche Gesundheit, Energie und Umwelt sowie Informationstechnologie. Einzigartige Expertise und Infrastruktur in der Physik, den Materialwissenschaften, der Nanotechnologie und im Supercomputing prägen die Zusammenarbeit der Forscherinnen und Forscher. Mit rund 4 700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern gehört Jülich, Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, zu den großen Forschungszentren Europas.

Annette Stettien | Forschungszentrum Jülich
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Sicheres Bezahlen ohne Datenspur
17.10.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

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

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise