Neue Rechenpower für die Spitzenforschung Norddeutschlands

Die sechs Bundesländer Berlin, Bremen, Hamburg, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen und Schleswig-Holstein erhalten einen neuen Supercomputer, der baugleich an den zwei Standorten Hannover und Berlin aufgestellt wird. Die Bundesländer betreiben gemeinsam den Norddeutschen Verbund zur Förderung des Hoch- und Höchstleistungsrechnens (HLRN; www.hlrn.de).

Als Standorte des virtuellen Gesamtsystems haben jetzt das Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik (ZIB; www.zib.de), Berlin, und das Regionale Rechenzentrum für Niedersachsen (RRZN) der Leibniz Universität Hannover im Auftrag des HLRN einen Vertrag mit der Firma Silicon Graphics GmbH (SGI), Deutschland, unterzeichnet. Demnach wird ein leistungsfähiges und ausgewogen konfiguriertes Rechnersystem mit rund 25.000 Prozessorkernen bereitgestellt, das die Leistung des derzeitigen Systems um das 60-fache übersteigt.

In Hannover wird der Supercomputer, für den zurzeit eine neue Halle gebaut wird, am RRZN der Leibniz Universität betrieben. Das RRZN versorgt als zentrale Einrichtung die Leibniz Universität Hannover mit IT-Diensten und nimmt darüber hinaus überregionale Aufgaben wahr. Die Betriebskosten am Standort Hannover bringt die Leibniz Universität auf. „Wir sind froh und stolz, uns mit diesem Rechner schmücken zu dürfen“, sagt Prof. Erich Barke, Präsident der Leibniz Universität, „er macht unseren Standort sehr attraktiv.“

Die enorme Leistungssteigerung wird in zwei Schritten erfolgen. Im zweiten Quartal 2008 werden der Spitzenforschung insgesamt 70 TeraFlops mit einer Hauptspeicherkapazität von 16 Terabyte zur Verfügung stehen. Das sind 70 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde. In einer zweiten Ausbaustufe im Jahr 2009 steigt die angebotene Spitzenleistung auf insgesamt 312 TeraFlops mit einem Hauptspeicher von 90 Terabyte. Die Gesamtkosten werden bis zu 30 Millionen Euro betragen, die gemeinsam von den sechs Bundesländern unter Beteiligung des Bundes aufgebracht werden.

Das neue SGI-System bringt einen gewaltigen Fortschritt für seine Nutzer, die in ihren theoretischen Analysen oder klassischen experimentellen Verfahren im Hinblick auf die Machbarkeit oder den zeitlichen Rahmen sehr begrenzt waren. Vor allem für die Simulation hochkomplexer Systeme und datenintensiver Prozesse in der Physik, Materialforschung, Strömungsdynamik, Astrophysik, Chemie sowie in den Geo- und Biowissenschaften bietet der HLRN-II eine hervorragende Plattform zur Beschleunigung des Innovationsprozesses. So lassen sich beispielsweise 3D-Modelle von extrasolaren Gasplaneten mit Milliarden von Moleküllinien und Effekten von Staubbildung auf die Struktur der Planetenatmosphäre mit einer großen Genauigkeit berechnen. Die dabei entwickelten Methoden sind anwendbar für bessere terrestrische Klimamodelle, Fusionsreaktoren, Raketenantriebe, Strahlenschutz oder in der Medizin. Ein anderes Projekt zielt auf die Reduktion von Lärm und Abstrahlung durch Verbesserung des Designs bei Verkehrsflugzeugen, insbesondere ein Problem in großen Einzugsgebieten.

Wie beeindruckend die Leistung des neuen Supercomputers ist, verdeutlicht folgendes Beispiel: Unter der Annahme, dass ein durchschnittlich begabter Mensch im Laufe von etwa 85 Lebensjahren ununterbrochen Rechenoperationen (Addition oder Multiplikation von mehrstelligen Zahlen) ausführt, schafft er rund 45 Millionen Operationen. Das heißt, für die Anzahl der Rechenoperationen, welche die erste Stufe des neuen Powerrechners des HLRN in einer Sekunde ausführt, wären mehr als 1,5 Millionen Menschen notwendig, die ihrerseits aber ununterbrochen 85 Jahre rechnen müssten. Für die Sekundenleistung der zweiten Ausbaustufe steigt diese Zahl auf rund 7 Millionen Menschen, mehr als die Summe der Einwohner von Litauen und Lettland!