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 Künstliche Intelligenz findet das optimale Werkstoffrezept
26.03.2020 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Datenbankzugriffe technisch massiv beschleunigen
23.03.2020 | Universität zu Lübeck

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Nachwuchswissenschaftler der Universität Rostock erfinden einen Trichter für Lichtteilchen

Physiker der Arbeitsgruppe von Professor Alexander Szameit an der Universität Rostock ist es in Zusammenarbeit mit Kollegen von der Universität Würzburg gelungen, einen „Trichter für Licht“ zu entwickeln, der bisher nicht geahnte Möglichkeiten zur Entwicklung von hypersensiblen Sensoren und neuen Technologien in der Informations- und Kommunikationstechnologie eröffnet. Die Forschungsergebnisse wurden jüngst im renommierten Fachblatt Science veröffentlicht.

Der Rostocker Physikprofessor Alexander Szameit befasst sich seit seinem Studium mit den quantenoptischen Eigenschaften von Licht und seiner Wechselwirkung mit...

Im Focus: Junior scientists at the University of Rostock invent a funnel for light

Together with their colleagues from the University of Würzburg, physicists from the group of Professor Alexander Szameit at the University of Rostock have devised a “funnel” for photons. Their discovery was recently published in the renowned journal Science and holds great promise for novel ultra-sensitive detectors as well as innovative applications in telecommunications and information processing.

The quantum-optical properties of light and its interaction with matter has fascinated the Rostock professor Alexander Szameit since College.

Im Focus: Künstliche Intelligenz findet das optimale Werkstoffrezept

Die möglichen Eigenschaften nanostrukturierter Schichten sind zahllos – wie aber ohne langes Experimentieren die optimale finden? Ein Team der Materialforschung der Ruhr-Universität Bochum (RUB) hat eine Abkürzung ausprobiert: Mit einem Machine-Learning-Algorithmus konnten die Forscher die strukturellen Eigenschaften einer solchen Schicht zuverlässig vorhersagen. Sie berichten in der neuen Fachzeitschrift „Communications Materials“ vom 26. März 2020.

Porös oder dicht, Säulen oder Fasern

Im Focus: Erdbeben auf Island über Telefonglasfaserkabel registriert

Am 12. März 2020, 10.26 Uhr, ereignete sich in Südwestisland, ca. 5 km nordöstlich von Grindavík, ein Erdbeben mit einer Magnitude von 4.7, während eines längeren Erdbebenschwarms. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ haben jetzt dort ein neues Verfahren zur Überwachung des Untergrunds mithilfe von Telefonglasfaserkabeln getestet.

Ein von GFZ-Forschenden aus den Sektionen „Oberflächennahe Geophysik“ und „Geoenergie“ durchgeführtes Online-Monitoring, das Glasfaserkabel des isländischen...

Im Focus: Quantenoptiker zwingen Lichtteilchen, sich wie Elektronen zu verhalten

Auf der Basis theoretischer Überlegungen von Physikern der Universität Greifswald ist es Mitarbeitern der AG Festkörperoptik um Professor Alexander Szameit an der Universität Rostock gelungen, photonische topologische Isolatoren als Lichtwellenleiter zu realisieren, in denen sich Photonen wie Elektronen verhalten, und somit fermionische Eigenschaften zeigen. Ihre Entdeckung wurde jüngst im renommierten Fachblatt „Nature Materials“ veröffentlicht.

Dass es elektronische topologische Isolatoren gibt – Festkörper die im Innern den elektrischen Strom nicht leiten, dafür aber umso besser über die Oberfläche –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

“4th Hybrid Materials and Structures 2020” findet web-basiert statt

26.03.2020 | Veranstaltungen

Wichtigste internationale Konferenz zu Learning Analytics findet statt – komplett online

23.03.2020 | Veranstaltungen

UN World Water Day 22 March: Water and climate change - How cities and their inhabitants can counter the consequences

17.03.2020 | Veranstaltungen

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

Weltweit einzigartig: Neue Anlage zur Untersuchung von biogener Schwefelsäurekorrosion in Betrieb

27.03.2020 | Architektur Bauwesen

Schutzmasken aus dem 3D-Drucker

27.03.2020 | Materialwissenschaften

Nachwuchswissenschaftler der Universität Rostock erfinden einen Trichter für Lichtteilchen

27.03.2020 | Physik Astronomie

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