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18. April 2008

Eine Gemeinschaftsveranstaltung der Ludwig-Maximilians-Universität, der Bayerischen Akademie der Wissenschaften und 'Geisteswissenschaft im Dialog'

Anlass des Besuchs ist das erklärte Ziel der Bayerischen Staatsregierung, das LRZ zu einem wissenschaftlichen Höchstleistungsrechenzentrum von europäischem Rang weiter auszubauen. „Das Höchstleistungsrechnen ist eine wesentliche Schlüsselkompetenz für Innovationen des 21. Jahrhunderts. Der konsequente Ausbau des Leibniz-Rechenzentrums als zentraler Eckpfeiler eines Gesamtkonzepts für Höchstleistungsrechnen in Deutschland (…) muss auf der forschungspolitischen Agenda von Bund und Land ganz oben stehen“, sagte Beckstein bei seinem Besuch. Der Aufbau einer europäischen Infrastruktur für das wissenschaftliche Supercomputing auf höchstem Niveau (auch High Performance Computing oder HPC genannt) wird derzeit im Rahmen von EU-Projekten vorbereitet. In Deutschland haben sich dazu die drei nationalen Höchstleistungsrechenzentren, neben dem LRZ in Garching auch Stuttgart und Jülich, zum Gauss Centre for Supercomputing (GCS) e.V. zusammengeschlossen. In diesem Rahmen strebt das LRZ an, ein deutscher Standort für die europäische HPC-Infrastruktur zu werden.

Auf Höchstleistungsrechnern lassen sich besonders rechen- und datenintensive Simulationen durchführen. Simulationen sind ein zunehmend bedeutenderes Instrument zur wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung neben Theorie und Experiment. Auch Wirtschaft und Industrie benötigen wissenschaftliches Rechnen immer häufiger, weil Spitzenprodukte oft nur mittels numerischer Simulation entworfen werden können. Die Anwendungsgebiete reichen von der Strömungsmechanik (Optimierung von Turbinen, Lärmreduktion, Klimatisierung, Automobil- und Flugzeugbau), Fusionsforschung, Physik, Materialwissenschaften, Chemie, Medizin (Blutströmungen, Aneurysmen, Operationsplanungen) bis hin zu den Biowissenschaften, zu Geophysik (Erdbebenszenarien), Astrophysik (Entstehung und Entwicklung von Sternen), Klimaforschung und Wettervorhersagen.

Die Schwerpunktanwendungen der am LRZ mit großem Erfolg betriebenen Höchstleistungssysteme liegen insbesondere in den Bereichen Ingenieurwissenschaften, Materialwissenschaften, Chemie, Life Sciences, Astrophysik, Geophysik und Hochenergiephysik. „Der am LRZ vorhandene Höchstleistungsrechner ist für diese Anwendungen mit großem Speicherbedarf und hohem Kommunikationsbedarf zwischen vielen Prozessoren optimiert“, erklärt Prof. Heinz-Gerd Hegering, Direktor des LRZ.

Die Systeme und Dienste am LRZ sind nicht nur wegen der hervorragenden Dienstleistungsqualität, sondern auch aufgrund der durch den LRZ-Neubau verfügbaren einmaligen und modernsten Gebäudeinfrastruktur sehr stark nachgefragt. „Diese wachsende Nachfrage und auch die immer größer und komplexer werdenden Simulationen erfordern immer leistungsfähigere Höchstleistungssysteme, wenn man international wettbewerbsfähig bleiben will“, so Hegering. Im Hinblick auf die europäische Perspektive erfordert dies auch eine bauliche Erweiterung des LRZ. Ein Höchstleistungsrechensystem unterscheidet sich erheblich von üblichen kommerziell eingesetzten IT-Systemen, davon konnten sich die Gäste bei der Besichtigung der beeindruckenden Stromversorgungs- und Klimatisierungsinfrastruktur sowie der Systemräume des LRZ überzeugen. Für die Ebene der europäischen HPC-Systeme werden sog. Petaflops-Rechner angestrebt, das sind Rechner, die über 1 Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde leisten können und aus mehr als 100.000 miteinander verbundenen Prozessoren bzw. Rechnerkernen bestehen werden.

Der Standort Bayern mit dem LRZ ist in besonderer Weise für ein europäisches Höchstleistungsrechenzentrum geeignet. Hier sind führende Forschungseinrichtungen (TUM, LMU, FAU, MPG etc.) mit Spitzenforschung in den HPC-Grundlagen (Informatik, Mathematik) und HPC-Anwendungen angesiedelt, es gibt wegweisende HPC-Ausbildungskonzepte mit speziellen Master- und Promotionsstudiengängen u.a. im Rahmen des Elite-Netzwerks Bayern, weltweit wettbewerbsfähige HPC-Infrastruktur, Maßstäbe setzende IT-Leistungen sowie Institutionen übergreifende Strukturen (KONWIHR, Munich Computational Sciences Centre MCSC). Eine Besonderheit des Standorts Garching/München ist auch die enge Verzahnung von Wissenschaft und fast allen Branchen der Wirtschaft, die sich in zahlreichen Kooperationsprojekten im HPC-Umfeld, z.B. in der Automobiltechnik und der Luft- und Raumfahrt niederschlägt. In dieser räumlichen Konzentration sind die genannten positiven Einflussfaktoren anderswo kaum in vergleichbarer Stärke ausgeprägt, davon konnten sich Dr. Beckstein und Dr. Goppel überzeugen. Mit diesen Standortvorteilen ist Bayern gut positioniert für das wissenschaftspolitische Ziel der Bayerischen Staatsregierung, das LRZ als europäisches HPC-Zentrum auszubauen.