Neuer Höchstleistungsrechner am Leibniz-Rechenzentrum München

Die Nutzer von Höchstleistungsrechnern in Deutschland, die mit ihren anspruchsvollen Forschungsvorhaben auf Rechner der Spitzenklasse angewiesen sind, können beruhigt in die Zukunft blicken: Wenn der bisherige Höchstleistungsrechner Hitachi SR8000 am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, der von insgesamt über 200 wissenschaftlichen Projekten genutzt wird, im Frühjahr 2006 abgeschaltet wird, wird ein neues, bis zu dreißigmal leistungsfähigeres System bereit stehen.

Das Leibniz-Rechenzentrum hat sich nach einer europaweiten Ausschreibung und der Prüfung einer Reihe attraktiver Angebote für ein System der Firma Silicon Graphics (sgi) mit Intel Itanium-Prozessoren entschieden, weil es die höchste Applikationsrechenleistung erwarten lässt. Eine Besonderheit des ausgewählten Systems ist ein sehr großer, einheitlich adressierbarer Hauptspeicher. Dadurch wird die Programmierung von parallel ablaufenden Anwendungen deutlich erleichtert.

Am 16. Dezember 2004 wurde in München der Vertrag zur Beschaffung des neuen Höchstleistungsrechners in Bayern (HLRB II) unterzeichnet. Der Rechner wird im Neubau des Leibniz-Rechenzentrums in Garching installiert. Planmäßig wird er Anfang 2006 seinen Betrieb aufnehmen. Die Investitionssumme beträgt 38 Millionen Euro, die sich der Freistaat Bayern und der Bund teilen. Die nicht unerheblichen Betriebskosten des Rechners werden vom Land Bayern getragen.

Die Leistung des neuen Rechners ist imposant. In der ersten Ausbaustufe, die Anfang 2006 zur Verfügung steht, kann er bis zu 33 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde (33 TFlop/s) durchführen, verglichen mit augenblicklich 2 TFlop/s der Hitachi SR8000. Im Endausbau im Jahr 2007 werden es sogar 69 TFlop/s sein. Die gegenwärtig 1,3 TByte Hauptspeicher werden 2006 auf 20 TByte anwachsen, 2007 sogar auf 40 TByte. Die gegenwärtig 10 TByte Plattenspeicher werden 2006 auf 340 und 2007 auf 660 TByte gesteigert werden.

Eingesetzt wird der neue Rechner vor allem für die Simulation komplexer Systeme und Prozesse in der Physik, Materialforschung, Strömungsdynamik, Astrophysik, Chemie sowie in den Geo- und Biowissenschaften. Beispiele hierfür sind die Untersuchung der Turbulenz, Strömungen in porösen Gebilden, das Zusammenwirken von Strömungen und deformierbaren Strukturen, Entstehung und Ausbreitung von Schall, Hochtemperatur-Supraleitung, Formgedächtnismaterialien, chemische Reaktionen bei Verbrennungs- und Katalyseprozessen, Ausbreitung von seismischen Wellen und Erdbeben sowie die Untersuchung der Beziehungen zwischen Sequenz, Struktur und Funktion bei Proteinen. Voraussetzung für die Nutzung des Rechners ist eine positive Begutachtung des jeweiligen Projektes durch ein Expertengremium.

Die Verfügbarkeit von Höchstleistungsrechnern hat sich zu einem entscheidenden Standortfaktor im internationalen Wettbewerb in Wissenschaft und Technologie entwickelt. Der Wissenschaftsrat hat bereits im Jahr 2000 in seiner Empfehlung zur Nutzung von Höchstleistungsrechnern in Deutschland darauf hingewiesen, dass ein fortlaufender qualitativer und quantitativer Ausbau der Rechnerversorgung unverzichtbar ist und hierzu Rechner der höchsten Leistungsklasse notwendig sind. Das Leibniz-Rechenzentrum wird mit der Neubeschaffung auch in die Lage versetzt, sich als möglicher Standort für einen künftigen europäischen Höchstleistungsrechner zu empfehlen.

Mit der Beschaffung der neuen Rechnerhardware ist die Unterstützung der Anwender bei der Nutzung von Höchstleistungsrechnern verbunden. Neben der Beratung durch das Leibniz-Rechenzentrum unterstützt auch das Kompetenznetzwerk für technisch-wissenschaftliches Hoch- und Höchstleistungsrechnen in Bayern (KONWIHR) die Vorhaben auf dem Rechner fachlich und eröffnet weitere Einsatzpotentiale durch Forschungs- und Entwicklungsvorhaben.

Die Bayerische Akademie der Wissenschaften wurde 1759 in München mit dem Auftrag gegründet, „alle Sachen mit Ausnahme der Glaubenssachen und politischen Streitigkeiten … zu Gegenständen der Untersuchung zu nehmen“. Mit über 300 hauptamtlichen Mitarbeitern und einem Jahresetat von rund 32 Mio. Euro ist sie heute die größte der insgesamt sieben wissenschaftlichen Akademien in der Bundesrepublik. Ihr Schwerpunkt sind interdisziplinäre Grundlagenforschung und langfristig angelegte Forschungsprojekte im geisteswissenschaftlichen und naturwissenschaftlichen Bereich.

Das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) ist eine Einrichtung der Kommission für Informatik der Bayerischen Akademie der Wissenschaften. Heute sind dort ca. 150 Mitarbeiter beschäftigt. Als modernes Dienstleistungsunternehmen ist das LRZ wissenschaftliches Rechenzentrum für die Hochschulen in München und die Bayerische Akademie der Wissenschaften, Zentrum für technisch-wissenschaftliches Hochleistungsrechnen, und Zentrale für die Archivierung großer Datenmengen. Es ist verantwortlich für Planung, Ausbau und Betrieb des Münchner Wissenschaftsnetzes und fungiert als landesweites Kompetenzzentrum für Datenkommunikationsnetze.