Helmholtz-Forschung macht Rechner grüner

So haben Wissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie ein Verfahren entwickelt, das den Energieverbrauch bei der Verarbeitung von großen Datenmengen deutlich reduziert. Damit wurden sie Weltmeister bei einem internationalen Wettbewerb zur effizienten Sortierung von Daten.

Außerdem belegt seit Ende 2009 der Hochleistungsrechner QPACE am Forschungszentrum Jülich den 1. Platz in der internationalen Green500-Liste der Supercomputer.

„Der Energiebedarf der Informations- und Kommunikationstechnologien ist in den letzten Jahren extrem gestiegen und längst keine vernachlässigbare Größe mehr. Daher achten wir auch bei der Entwicklung und der Anschaffung von Hochleistungsrechnern für die Forschung immer stärker auf den Energieverbrauch pro Rechenleistung“, sagt Prof. Dr. Jürgen Mlynek, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft. Laut einer vom Wirtschaftsministerium bei der Fraunhofer-Gesellschaft in Auftrag gegebenen Studie haben Computer und andere Geräte aus dem Informations- und Kommunikationsbereich in Deutschland im Jahr 2007 rund 55 Mrd. Kilowattstunden an Strom verbraucht. Dies entspricht bereits über 10 Prozent des gesamten Jahresstromverbrauchs.

Wissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Goethe-Universität Frankfurt haben ein Verfahren entwickelt, das den Energieverbrauch bei der Verarbeitung von großen Datenmengen deutlich reduziert. Damit erzielten sie einen neuen Weltrekord bei einem internationalen Wettbewerb zur effizienten Sortierung von Daten. Verglichen mit den vorherigen Rekordhaltern von der Stanford University steigerten sie die Energieeffizienz um mehr als das Dreifache.

Dem Forscherteam um Professor Peter Sanders vom KIT und Professor Ulrich Meyer von der Universität Frankfurt gelang der Rekord durch den Einsatz von Strom sparenden Prozessoren vom Typ „Intel Atom“, wie sie auch in Netbooks verwendet werden. Die im Vergleich zu Serversystemen schwächere Rechenleistung konnten die Wissenschaftler kompensieren, indem sie hocheffiziente Algorithmen einsetzen. Des Weiteren wurden anstelle von herkömmlichen mechanischen Festplatten Solid State Disks (SSD) eingesetzt, die schneller und sparsamer sind.

Am Forschungszentrum Jülich werden Hochleistungsrechner betrieben, die extreme Rechenleistungen erbringen müssen. Dennoch ist den Experten dort gelungen, diese Leistungen mit vergleichsweise geringem Energiebedarf zu erreichen. Auf Platz 1 der internationalen Green500-Liste steht der Jülicher Supercomputer QPACE (QCD Parallel Computing on the Cell). Der Hochleistungsrechner wurde von Experten der Universitäten Regensburg und Wuppertal, des Forschungszentrums Jülich und des IBM Forschungslabors in Böblingen aufgebaut und erreicht 722.98 MFLOPS/W. Die Green500-Liste wird seit 2006 als Ergänzung zur Top500-Liste der schnellsten Computer geführt und bewertet die Supercomputer nach Rechenleistung pro Energieverbrauch.

„Die für das QPACE-Projekt entwickelten Technologiekonzepte sind richtungweisend für künftige Hochleistungsrechner“, sagt Prof. Dr. Dr. Thomas Lippert, Leiter des Jülich Supercomputing Centers. Das neuartige Konzept von QPACE besteht darin, leistungsstarke Prozessoren des Typs PowerXCell mit Hilfe programmierbarer Bauteile zu vernetzen und damit zu einem skalierbaren Rechner zu verbinden. Die Komponenten werden über ein Wärmeleitsystem aus Aluminium mit der Wasserkühlung verbunden. „Die Entwicklung energieeffizienter Hochleistungscomputer für alle Anwendungsbereiche ist eine zentrale Zukunftsaufgabe, der sich das Forschungszentrum Jülich in der Helmholtz Gemeinschaft gezielt widmet.“

Weitere Informationen:
Pressemitteilung des KIT: www.kit.edu/pi_2010_868.php
Wettbewerb Sortbenchmark: sortbenchmark.org
Weltweite Green 500-Liste: www.green500.org
Pressemitteilung des Forschungszentrums Jülich:
www.fz-juelich.de/portal/index.php?index=163&jahr=2009&cmd=show&mid=748
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