Hochleistungsrechner auf Spitzenniveau

Die Konstruktion des Hessischen Hochleistungsrechners der Goethe-Universität „LOEWE-CSC”, der auf einer innovativen verteilten Rechnerarchitektur basiert, hat begonnen. Der Rechner hat eine theoretische Spitzenrechenleistung von 599 TeraFlops (599 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde) in doppelter Genauigkeit und 2250 TeraFlops in einfacher Genauigkeit.

Im Vergleich zu den 500 schnellsten Rechnern der Welt (www.top500.org) würde die Spitzenrechenleistung des LOEWE-CSC heute zu den 15 schnellsten Rechnern der Welt gehören. Die Inbetriebnahme beginnt im Sommer, wobei mit einem Regelbetrieb ab Herbst gerechnet wird.

„Mit dem LOEWE-CSC beginnt eine neue Ära des Höchstleistungsrechnens an der Goethe-Universität“ erklärt Prof. Volker Lindenstruth vom Lehrstuhl für Hocchleistungsrechnerarchitektur an der Goethe Universität, der die Rechnerarchitektur erdacht hat. „Der LOEWE-CSC erlaubt es, eine große Zahl interdisziplinärer und heterogener wissenschaftlicher Anwendungen auf ganz neuen Skalen zu rechnen, und das mit hervorragender Energie Effizienz“, so Lindenstruth.

Zu den Wissenschaftlern der Goethe-Universität und des Landes Hessen, die für ihre Arbeit eine hohe Rechnerleistung benötigen, gehören Physiker, Klimaforscher, Chemiker, Lebenswissenschaftler und Informatiker. Beteiligt sind die vom Land Hessen geförderten LOEWE Zentren „Biodiversität und Klima“ sowie das „Helmholtz International Center for FAIR“ (HIC for FAIR), und die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekte: Excellenzcluster „Macromolekulare Komplexe“, der Transregio Sonderforschungsbereich „Systeme kondensierter Materie“ sowie der Frankfurter Bernstein Fokus für Neurotechnologie. Auch das Land Hessen selbst und die Hessische Quantenchemie Initiative unterstützen den Bau des Hochleistungsrechners.

„Auf diesen Rechner können nun erstmalig realistische Berechnungen von komplexen Fragestellungen der modernen Physik angegangen werden: Wie und warum explodiert ein Stern in Form einer Supernova? Wie wurden die Bestandteile der Atome, die Protonen und Neutronen, kurz nach dem Urknall erzeugt?“, so Prof. Carsten Greiner, Wissenschaftlicher Direktor des HIC for FAIR LOEWE Projektes in Frankfurt.

„Der neue Hochleistungsrechner LOEWE-CSC bietet allen interessierten Forschergruppen in Hessen eine Infrastruktur für das wissenschaftliche Rechnen. Damit hat Hessen auf diesem Gebiet gegenüber vielen anderen Bundesländern aufgeschlossen“, urteilt Prof. Hans Jürgen Lüdde, Mitglied im hessischen Landesbeirat für Hochleistungsrechnen.

Die Firma Cluster Vision liefert für das verteilte Cluster System 20.768 Prozessor Kerne, 772 Graphik Hardware Beschleuniger und insgesamt zwei Petabytes Massenspeicher. Die Rechenknoten mit bis zu 48 Prozessorkernen werden von der Firma SuperMicro gefertigt. Als Hochleistungsnetzwerk wird Mellanox QDR InfiniBand eingesetzt. Der Rechner hat eine maximale Leistungsaufnahme von knapp 500 Kilowatt und wird nach dem Frankfurter Green-IT Konzept der Goethe-Universität betrieben. Infraserv Höchst, die Betreibergesellschaft des Standorts, entwickelte zu diesem Zweck ein Kühlsystem basierend auf dem Green-IT Konzept der Goethe Universität, das einen Energieaufwand von weniger als 10 Prozent der Nutzleistung erfordert (bisher typische Werte liegen bei 40-100 Prozent).

„Wir freuen uns sehr, dass wir die Goethe-Universität von den Vorteilen unseres Standorts überzeugen konnten“, sagte Infraserv-Geschäftsführer Dr. Roland Mohr. „Die im Industriepark Höchst vorhandene Infrastruktur, die Gesamteffizienz und Kostenvorteile in der Energienutzung und nicht zuletzt unser Know-how in der Entwicklung und dem Betrieb maßgeschneiderter Hochleistungskühlungssysteme ermöglichte es, innerhalb kurzer Zeit eine individuell auf die Bedarfe des Großrechners konzipierte Lösung auszuarbeiten, die der Universität eine hohe Effizienz im Betrieb ihres Rechners gewährleistet.“

Das Hessische Hochleistungsrechenzentrum (HHLR-GU) der Goethe-Universität koordiniert alle Hochleistungsrechner-Aktivitäten der Goethe-Universität. Betrieben werden die Rechner vom Center for Scientific Computing (CSC), einer gemeinsamen Initiative von Forschergruppen aus der Physik, Chemie, Biochemie, Pharmazie, Geowissenschaften, Informatik, Mathematik. Neben der Betriebsverantwortung für die Hochleistungsrechner der Goethe-Universität organisiert das CSC den interdisziplinären Master Studiengang für wissenschaftliches Rechnen.

Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt. 1914 von Frankfurter Bürgern gegründet, ist sie heute eine der zehn drittmittelstärksten und größten Universitäten Deutschlands. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein einzigartiges Maß an Eigenständigkeit. Parallel dazu erhält die Universität auch baulich ein neues Gesicht. Rund um das historische Poelzig-Ensemble im Frankfurter Westend entsteht ein neuer Campus, der ästhetische und funktionale Maßstäbe setzt. Die „Science City“ auf dem Riedberg vereint die naturwissenschaftlichen Fachbereiche in unmittelbarer Nachbarschaft zu zwei Max-Planck-Instituten. Mit über 55 Stiftungs- und Stiftungsgastprofessuren nimmt die Goethe-Universität laut Stifterverband eine Führungsrolle ein.

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