Hochleistungsrechner in Garching: Verstärkung für Supermuc

• Der Großrechner Supermuc in Garching wird um eine neue Anlage erweitert.
• Die neue Anlage rechnet schneller, braucht weniger Platz und verbraucht nur 40 Prozent des Stroms, den die erste Ausbaustufe schluckt.
• Wissenschaftler aus Deutschland und Europa wollen den Hochleistungsrechner für ihre Forschung nutzen.

Selbst die tiefsten Löcher, die je gebohrt wurden, sind nur Kratzer an der Erdoberfläche. Wie es aussieht im Inneren des Planeten, lässt sich derzeit nur simulieren. Aber auch dafür ist Hochleistungstechnik nötig. Als Geologen 2014 untersuchten, wie sich Vibrationen auf den kompliziert aufgebauten Vulkan Merapi auf der Insel Java auswirken, hätten sie ohne die geballte Rechenkraft von Supermuc lange auf ein Ergebnis warten müssen: Die Anlage im Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) in Garching aber absolvierte drei Stunden lang die gigantische Anzahl von 1090 000 000 000 000 Rechenoperationen pro Sekunde. Am Montag wird nun die nächste Stufe des Höchstleistungsrechners offiziell in Betrieb genommen.

Wie schnell sich die Computertechnik weiterentwickelt, bleibt den meisten im Alltag verborgen. Ein anschauliches Beispiel lässt sich im LRZ besichtigen. Die neue Anlage, mit der die bestehende erweitert wird, rechnet schneller als die alte, kommt dabei aber mit einem Viertel des Platzes aus und verbraucht nur 40 Prozent des Stroms, den die erste Ausbaustufe schluckt.

Der Supermuc gerät selten an seine Grenzen

Der bestehende Supermuc und die in der zweiten Phase hinzugekommene Anlage teilen sich zwar ein mit sehr schnellen Verbindungen angeschlossenes Speichersystem. Auf eine komplette Verschmelzung der alten und neuen Anlage hat man aber verzichtet, aus guten Gründen, wie LRZ-Leiter Arndt Bode erläutert: Viele der Programme, die Wissenschaftler auf dem Supermuc laufen lassen, nutzten zwar dessen Fähigkeit aus, sehr viele Rechenoperationen parallel auszuführen. Die Kapazität des Rechners aber sei so hoch, dass ihn die meisten davon nicht völlig auslasten. Daher würden zumeist mehrere unterschiedliche Berechnungen nebeneinander laufen.

Nur ab und zu wird der Supermuc für eine Woche gesperrt, dann laufen Programme, die ihn an seine Grenzen bringen. "Ein gutes Dutzend solcher Anwendungen" gibt es Bode zufolge, die etwa 40 Prozent der theoretisch erreichbaren Rechenleistung aus der Anlage kitzeln. Auf der Liste der schnellsten Supercomputer, die in gut einer Woche neu erscheint, wird der Supermuc daher zwei Einträge erhalten. Schnellster Rechner in Deutschland bleibt die Anlage Juqueen in Jülich. Der Supermuc schafft im alten Teil 3,2 Petaflops, im neuen 3,6 Petaflops. Das Flops steht dabei für Floating point operations per second, das Peta für eine Billiarde.

Anträge aus ganz Europa

Dass das Münchner Arbeitstier der Spitzenforscher nicht ausgelastet wird, muss niemand befürchten. Der Lenkungsausschuss, der entscheidet, welcher Forscher was auf dem Supermuc rechnen darf, könne nur die aussichtsreichsten unter den zahlreichen Anträgen genehmigen. Diese kommen aus Deutschland, aber auch aus Europa.

Die neue Anlage basiert wie die erste Ausbaustufe auf Standard-Mikroprozessoren, wie sie ähnlich auch in PCs verwendet werden. Die Programme müssen daher nicht aufwendig an die Systemarchitektur angepasst werden. Sie werden im neuen Teil noch einmal um einiges schneller laufen, denn die Anlage ist nun bestückt mit Prozessoren von Intel, die um zwei Generationen weiter fortgeschritten und um den Faktor vier schneller sind als die im alten Teil. 49 Millionen Euro inklusive der Betriebsausgaben kostet das den Steuerzahler. Auch die Erweiterung des Supermuc wird mit Wasser gekühlt, was die Anlage zu einer der energiesparendsten ihrer Art macht. Wasser kommt bereits mit 45 Grad in die Computer, erwärmt sich weiter und kann so zur Warmwasserbereitung und zum Heizen genutzt werden.