Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Hochleistungsrechner für die Bielefelder Physik

14.05.2019

Fünfte Generation von Spezialrechnern in der Teilchenphysik

Die Fakultät für Physik an der Universität Bielefeld bekommt einen neuen Hochleistungsrechner zur Erforschung der Eigenschaften stark wechselwirkender Elementarteilchen.


Die fünfte Generation von Spezialrechnern: der neue Hochleistungsrechner der Bielefelder Teilchenphysik.

Universität Bielefeld, H. Sandmeyer


Prof. Dr. Frithjof Karsch, Markus Klappenbach, Dr. Olaf Kaczmarek, Dr. Christian Schmidt (v.l.).

Universität Bielefeld, H. Sandmeyer

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden damit das Verhalten von Elementarteilchen unter extremen Bedingungen untersuchen, wie sie im frühen Universum Bruchteile einer Sekunde nach dem Urknall existierten, aber auch heute noch im Inneren schwerer Sterne vermutet werden.

Der Hochleistungsrechner wird neue Forschungsarbeiten ermöglichen, die die Bielefelder Teilchenphysik derzeit im Sonderforschungsbereich „Stark wechselwirkende Materie unter extremen Bedingungen“ in Zusammenarbeit mit Arbeitsgruppen an der Technischen Universität Darmstadt und der Goethe Universität in Frankfurt am Main durchführt.

Der neue Rechencluster wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und mit zusätzlichen Mitteln des Landes NRW mit 1,9 Millionen Euro finanziert. Er wird am 20. Mai offiziell an der Universität Bielefeld eingeweiht. Ab 16 Uhr finden Vorträge geladener Sprecher im Hörsaal 6 des Hauptgebäudes der Universität statt.

Der neue Hochleistungsrechner ist bereits die fünfte Generation von Spezialrechnern, die die Bielefelder Arbeitsgruppe seit mehr als 25 Jahren betreibt. Allerdings ist der neue Rechner mehr als 100.000-mal schneller als der erste, 1993 installierte Rechner, der in Bielefeld zur Erforschung der Struktur von stark wechselwirkender Materie betrieben wurde.

Die Bielefelder Physikerinnen und Physiker der Arbeitsgruppe „Computersimulationen und Gitterfeldtheorie“ um Professor Dr. Frithjof Karsch, Dr. Olaf Kaczmarek und Dr. Christian Schmidt werden auf dem neuen Rechner noch genauere Untersuchungen der Eigenschaften dieser exotischen Zustandsform von Elementarteilchen-Materie durchführen können.

Schon seit einiger Zeit ist bekannt, dass Systeme von Elementarteilchen bei hohen Temperaturen und Dichten neuartige Eigenschaften aufweisen, die daraus resultieren, dass die Elementarteilchen selbst aufgespalten werden und ihre Substruktur sichtbar wird. Diese Bausteine, Quarks und Gluonen, werden unter extremen Bedingungen frei gesetzt, etwa bei Temperaturen, die 100.000 mal höher sind als die im Inneren unserer Sonne, und führen zu ganz neuen Eigenschaften stark wechselwirkender Materie.

Die Untersuchung dieses sogenannten Quark-Gluon-Plasmas wird experimentell mit großen Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider in Genf oder dem relativistischen Schwerionenbeschleuniger in Brookhaven bei New York durchgeführt. An den theoretischen Vorhersagen und der Beschreibung der experimentellen Befunde arbeiten die Bielefelder Teilchenphysikerinnen und -physiker derzeit im Rahmen des Sonderforschungsbereiches in Zusammenarbeit mit Arbeitsgruppen in Darmstadt und Frankfurt am Main.

Die jetzige Rechnerinstallation besteht wie ihr Vorgänger aus einem eng gekoppelten System von speziellen Grafikprozessoren (GPUs), wie sie auch in dem weltweit schnellsten Rechner dieser Art zum Einsatz kommen, dem Summit Supercomputer am Oak Ridge National Laboratory in den USA. Der Bielefelder Rechner enthält 224 NVIDIA Tesla V100 Tensor Core Grafikprozessoren, von denen jeweils acht GPUs über einen speziellen, schnellen Interconnect (NVIDIA NVLink) eng miteinander verbunden sind.

Diese Komplexe werden durch jeweils zwei konventionelle Prozessoren (CPUs) gesteuert, wie sie auch in handelsüblichen Computern benutzt werden. Alle CPUs können über ein schnelles Infiniband-Netzwerk miteinander kommunizieren. Dadurch lassen sich komplexe Rechnungen parallel auf allen Recheneinheiten durchführen.

Diese können im Extremfall 3,5 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde (3,5 PetaFLOPS) durchführen und dabei auf den gesamten Speicher aller Recheneinheiten zugreifen, der insgesamt 17 Terabyte beträgt. Gegenwärtig wird der neue Rechner in Bielefeld aufgebaut. Bei der Installation des Hochleistungsrechners arbeitet die Universität Bielefeld mit den Firmen sysGen GmbH und NVIDIA zusammen. Die sysGen GmbH ist ein Ausrüster für Computertechnik, NVIDIA ist ein weltweit führender Hersteller von Grafikprozessoren (GPUs).

Während die Anschaffung des größten Teils des Rechners durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und das Land NRW mit 1,9 Millionen Euro finanziert wird, hat auch die Universität Bielefeld einen Teil des Rechners mitfinanziert, um die spezialisierten GPU-Resourcen auch anderen Forschenden der Universität zugänglich zu machen.

Sie können in Zukunft durch ein einfaches Antragsverfahren Zugang zum neuen GPU-Cluster erhalten und gegebenenfalls auch Unterstützung durch das IT-Servicezentrum (BITS) der Universität beim Einstieg in die GPU-Nutzung für ihre Forschungsprojekte erhalten. Startbereit sind bereits die Arbeitsgruppen „Data Science“ und „Decision and Operation Technologies“ der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften um Professorin Dr. Christiane Fuchs und Professor Dr. Kevin Tierney, die die neuen GPU-Resourcen für ihre Forschungsprojekte nutzen werden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Frithjof Karsch, Universität Bielefeld
Fakultät für Physik
Telefon: 0521 106-6227
E-Mail: karsch@physik.uni-bielefeld.de

Weitere Informationen:

https://www2.physik.uni-bielefeld.de/gpu-cluster.html
https://crc-tr211.org/

Sandra Sieraad | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Wie benutzerfreundlich ist Virtual Reality?
21.05.2019 | Georg-August-Universität Göttingen

nachricht KI-Forschung in Deutschland: Landkarte der Plattform Lernende Systeme gibt Überblick
21.05.2019 | Lernende Systeme - Die Plattform für Künstliche Intelligenz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Geometrie eines Elektrons erstmals bestimmt

Physiker der Universität Basel können erstmals zeigen, wie ein einzelnes Elektron in einem künstlichen Atom aussieht. Mithilfe einer neu entwickelten Methode sind sie in der Lage, die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Elektrons im Raum darzustellen. Dadurch lässt sich die Kontrolle von Elektronenspins verbessern, die als kleinste Informationseinheit eines zukünftigen Quantencomputers dienen könnten. Die Experimente wurden in «Physical Review Letters» und die Theorie dazu in «Physical Review B» veröffentlicht.

Der Spin eines Elektrons ist ein vielversprechender Kandidat, um als kleinste Informationseinheit (Qubit) eines Quantencomputers genutzt zu werden. Diesen Spin...

Im Focus: The geometry of an electron determined for the first time

Physicists at the University of Basel are able to show for the first time how a single electron looks in an artificial atom. A newly developed method enables them to show the probability of an electron being present in a space. This allows improved control of electron spins, which could serve as the smallest information unit in a future quantum computer. The experiments were published in Physical Review Letters and the related theory in Physical Review B.

The spin of an electron is a promising candidate for use as the smallest information unit (qubit) of a quantum computer. Controlling and switching this spin or...

Im Focus: Optische Superlinsen aus Gold

Oldenburger Forscher entwickeln neues optisches Mikroskop mit extrem hoher Auflösung

Eine kegelförmige Spitze aus Gold bildet das Kernstück eines neuen, extrem leistungsfähigen optischen Mikroskops, das Oldenburger Wissenschaftler in der...

Im Focus: Impfen über die Haut – Gezielter Wirkstofftransport mit Hilfe von Nanopartikeln

Forschenden am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam ist es gelungen Nanopartikel so weiterzuentwickeln, dass sie von speziellen Zellen der menschlichen Haut aufgenommen werden können. Diese sogenannten Langerhans Zellen koordinieren die Immunantwort und alarmieren den Körper, wenn Erreger oder Tumore im Organismus auftreten. Mit dieser neuen Technologieplattform könnten nun gezielt Wirkstoffe, zum Beispiel Impfstoffe oder Medikamente, in Langerhans Zellen eingebracht werden, um eine kontrollierte Immunantwort zu erreichen.

Die Haut ist ein besonders attraktiver Ort für die Applikation vieler Medikamente, die das Immunsystem beeinflussen. Die geeigneten Zielzellen liegen in der...

Im Focus: Chaperone halten das Tumorsuppressor-Protein p53 in Schach: Komplexer Regelkreis schützt vor Krebs

Über Leben und Tod einer Zelle entscheidet das Anti-Tumor-Protein p53: Erkennt es Schäden im Erbgut, treibt es die Zelle in den Selbstmord. Eine neue Forschungsarbeit an der Technischen Universität München (TUM) zeigt, dass diese körpereigene Krebsabwehr nur funktioniert, wenn bestimmte Proteine, die Chaperone, dies zulassen.

Eine Krebstherapie ohne Nebenwirkungen, die gezielt nur Tumorzellen angreift – noch können Ärzte und Patienten davon nur träumen. Dabei hat die Natur ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Früherkennung 2.0: Mit Präzisionsmedizin Screeningverfahren weiterentwickeln

23.05.2019 | Veranstaltungen

Kindermediziner tagen in Leipzig

22.05.2019 | Veranstaltungen

Jubiläumskongress zur Radiologie der Zukunft

22.05.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Schub für ToCoTronics

23.05.2019 | Physik Astronomie

MiLiQuant: Quantentechnologie nutzbar machen

23.05.2019 | Physik Astronomie

Erfolgreiche Forschung zur Ausbreitung von Wellen

23.05.2019 | Interdisziplinäre Forschung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics