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27. Juni 2007

Nach weniger als einem Betriebsjahr wurde der Höchstleistungsrechner SGI Altix 4700 des Leibniz-Rechenzentrums der Bayerischen Akademie der Wissenschaften von 4096 auf 9728 Prozessorkerne ('Cores') erweitert. Mit einer Spitzenrechenleistung von jetzt 62,3 Teraflops ist er der schnellste Rechner Deutschlands und Nummer zwei in Europa. In der am heutigen Mittwoch bei der International Supercomputing Conference in Dresden bekannt gegebenen Liste der schnellsten Rechner der Welt belegt er Platz 10.

Im Gegensatz zu vielen anderen Supercomputern unter den schnellsten der Welt, die nur für einen bestimmten Teil von wissenschaftlichen Fragestellungen besonders geeignet sind, zeichnet sich die SGI Altix 4700 des Leibniz-Rechenzentrums in Garching bei München dadurch aus, dass auf ihr alle Methoden des wissenschaftlichen Rechnens sehr gut durchgeführt werden können: bei der Auswahl des Rechners wurde Wert auf ein ausbalanciertes Systemdesign gelegt und darauf, dass Forscher der verschiedensten Wissenschaftsgebiete ihn effizient nutzen können. Dies ist auf die sehr schnelle Hauptspeicheranbindung, das äußerst leistungsfähige interne Netz sowie den großen gemeinsamen Hauptspeicher zurückzuführen.

Die bisherigen 4096 Intel Itanium2 Madison-Prozessoren wurden durch Intel Montecito-Doppelkern-Prozessoren ersetzt, bei denen jeder Prozessorchip zwei Rechenkerne enthält. Insgesamt stehen 9728 Rechenkerne zur Verfügung. Der Arbeitsspeicher wurde von 17 auf 39 Terabyte und der angeschlossene Festplattenspeicher von 300 auf 600 Terabyte erweitert. „Die neuen Doppelkerne übertreffen die Erwartungen an ihre Rechenleistung deutlich“, erklärt Dr. Matthias Brehm, Leiter der Gruppe Hochleistungsrechnen. Dies sei ein guter Schritt auf dem Weg zum Petaflop-Computer.

Das Konzept, einen neuen Supercomputer bereits nach einer kurzen Betriebszeit zu erweitern, bewährte sich wie schon beim letzten Höchstleistungsrechner des Leibniz-Rechenzentrums: alle Programme der Anwender laufen völlig unverändert auf dem schnelleren Rechner. Nur für einige wenige ist eine weitere Optimierung notwendig, um die Möglichkeiten der neuen Prozessoren voll auszunutzen. Darin werden die Nutzer von den Wissenschaftlern des Leibniz-Rechenzentrums unterstützt, die über langjährige Erfahrungen im optimalen Einsatz von Höchstleistungsrechnern verfügen.

Auch der erweiterte Rechner wird vor allem für die Simulation komplexer Systeme und Prozesse in der Physik, Materialforschung, Strömungsdynamik, Astrophysik, Chemie sowie in den Geo- und Biowissenschaften eingesetzt. Beispiele hierfür sind die Untersuchung der Turbulenz, von Strömungen in porösen Körpern, das Zusammenwirken von Strömungen und deformierbaren Strukturen, die Entstehung und Ausbreitung von Schall, Hochtemperatur-Supraleitung, Formgedächtnismaterialien, chemische Reaktionen bei Verbrennungs- und Katalyseprozessen, die Ausbreitung von seismischen Wellen und Erdbeben sowie die Untersuchung der Beziehungen zwischen Sequenz, Struktur und Funktion bei Proteinen.

„Das System erlaubt völlig neue Applikationen“, erläutert Professor Hegering, Leiter des Leibniz-Rechenzentrums. So konnte jüngst Tobias Gradl vom Institut für Informatik der Universität Erlangen eine Multigrid-Simulation mit 307 Milliarden Unbekannten durchführen und dabei auch mit 9000 Prozessorkernen eine hervorragende Rechenleistung erreichen. Multigrid-Verfahren werden zur Lösung von Systemen von partiellen Differentialgleichungen eingesetzt, wie sie in der Physik, Struktur- oder Strömungsmechanik vorkommen.

Voraussetzung für die Nutzung des Rechners ist eine positive Begutachtung des jeweiligen Projektes durch einen wissenschaftlichen Lenkungsausschuss. Dann allerdings ist die Nutzung für die Forscher wie bisher kostenlos.