Technologie Der Supercomputer-Plan der EU

Hochleistungs-Rechner: der SuperMUC im Leibniz-Rechenzentrum in Garching. (Archivbild)

(Foto: Florian Peljak)

Hochleistungs-Rechner werden für Forschung und Wirtschaft immer wichtiger. Doch die meisten Top-Ten-Maschinen stehen in den USA und China. Nun startet Europa die Aufholjagd.

Von Thomas Kirchner, Brüssel, und Helmut Martin-Jung

"Und nun zum Wetter" - dass die Vorhersagen der Meteorologen in den vergangenen Jahren zunehmend genauer geworden sind, das liegt vor allem daran, dass die Computer, mit denen sie berechnet werden, eine gigantische Leistungsfähigkeit erreicht haben. So kann das Netz aus Messstationen, die Daten liefern, enger geknüpft werden, und die Ergebnisse werden treffsicherer. Die Wettervorhersage ist aber nur die wohl populärste Anwendung von Supercomputern. Auch in vielen anderen Forschungsgebieten sind die Strom verschlingenden Rechen-Ungetüme unverzichtbar geworden. Wer in der Physik, den Lebenswissenschaften oder in der Materialforschung mithalten will, braucht die teuren Anlagen. Doch in den vergangenen Jahren ist Europa von den USA und vor allem von Asien abgehängt worden.

Das will die EU-Kommission nun ändern. Am Donnerstag stellte sie in Brüssel ihren Plan vor, eine Infrastruktur für europäische Supercomputer zu schaffen. In das Projekt sollen bis 2020 knapp 500 Millionen Euro aus dem EU-Haushalt fließen. Ebenso viel sollen die 13 beteiligten Staaten zuschießen, zu denen neben zwölf EU-Staaten wie Deutschland und Frankreich auch die Schweiz zählt, die in der Forschung eng mit der EU zusammenarbeitet. Weiteres Geld könnte aus der Privatwirtschaft kommen. "Supercomputer sind bereits die treibende Kraft bei bahnbrechenden Fortschritten und Innovationen in vielen Bereichen, die das Leben der europäischen Bürger unmittelbar betreffen", sagte Digitalkommissarin Mariya Gabriel. "Sie ermöglichen uns ein effizienteres Vorgehen bei der Entwicklung der personalisierten Medizin, beim Energiesparen und beim Kampf gegen den Klimawandel."

Noch vor fünf Jahren hätten vier der zehn leistungsfähigsten Computer in der EU gestanden, sagte Gabriel. Inzwischen sei es kein einziger mehr. Das könne sich die EU nicht erlauben und müsse bis spätestens 2023 aufholen. Das Programm läuft bis 2026. In der Top-500-Liste der schnellsten Supercomputer, die zweimal jährlich erhoben wird, führt zur Zeit China. Das asiatische Land stellt nicht nur die zwei schnellsten Systeme überhaupt, Sunway Taihu Light und Tianhe-2. Von den 500 Supercomputern auf der Liste stehen auch die meisten, 202, in China. Die USA kommen nur auf 143, die EU (mit Schweiz und Norwegen) auf 90. Immerhin steht der momentan drittschnellste Rechner der Welt, der Piz Daint, in der Schweiz.

Viele europäische Wissenschaftler und Unternehmen verarbeiteten ihre Daten außerhalb der EU, klagt die Kommission, weil die verfügbaren Rechenzeiten in der EU für ihre Bedürfnisse nicht ausreichten. Vor allem bei sensiblen Anwendungen stelle das ein Risiko für die Privatsphäre, den Datenschutz und Geschäftsgeheimnisse dar. Auch für die nationale Sicherheit und die Verteidigung seien die Maschinen essenziell, weiteres Potenzial bestehe in den Bereichen Stadtplanung, Kosmologie oder Landwirtschaft.

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Das Geld soll zunächst in den Kauf von zwei "Weltklasse"- und mindestens zwei "Mittelklasse"-Supercomputern fließen. Bis 2023 sollen auf Basis europäischer Technik Systeme im Exa-Bereich (eine Trillion Rechenschritte pro Sekunde) entstehen. Parallel dazu soll die erste europäische Generation von stromsparenden Mikroprozessoren entwickelt werden.

Manche Rechner verbrauchen Strom wie eine Kleinstadt

Dass die größten der superschnellen Rechenanlagen so viel Strom verbrauchen wie eine Kleinstadt, wird zunehmend zum Problem. Die Supercomputer-Gemeinde ist daher auch oft Vorreiter bei neuen Technologien. So war der in Garching bei München gebaute Supermuc vor einigen Jahren der erste, der mit warmem Wasser gekühlt wurde - "das war damals ziemlich riskant", sagt Scott Tease, der beim chinesischen Konzern Lenovo das Geschäft mit Supercomputern leitet. Lenovo, der das Supercomputer-Geschäft von IBM übernommen hat, liefert mittlerweile viele Anlagen an Wirtschaftsunternehmen, zum Beispiel Autofirmen und Versicherungen.

Wo die Teile der Computer herkämen, sei eigentlich egal, sagte EU-Wissenschaftskommissar Carlos Moedas, die Frage sei vielmehr, wer sie am besten zusammensetzen könne. "Da wollen wir ein bisschen weiter gehen als die anderen." Die Welt sei wie ein Marathon. "Alle rennen, und wir müssen ein bisschen schneller rennen und das Tempo halten." Der Plan sei "eines der großartigsten Beispiele für europäischen Mehrwert", denn kein Land, Unternehmen und keine Universität in der EU könne dies allein stemmen.

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Doch wozu braucht es überhaupt Supercomputer, bieten nicht auch Firmen wie Amazon, Google oder Microsoft die Dienste ihrer Rechenzentren an? In diesen Clouds könne man den Code zwar testen, sagt der Experte Tease, doch Ergebnisse komplexester Zusammenhänge in kurzer Zeit liefern nach wie vor nur die Supercomputer, die eben genau darauf optimiert sind. Wichtig ist dabei nicht bloß, wie schnell die Chips rechnen, sondern auch dass die Verbindungen zwischen den Recheneinheiten und dem Speicher sehr schnell sind. Das macht es möglich, zahlreiche Abhängigkeiten zu berücksichtigen - so wie zum Beispiel beim Wetter.