Wer an der Spitze mitspielen will, muss am Ball bleiben

Neuer Supercomputer an der FAU

Ganze 560 Rechenknoten und über 400 Terabyte Datenspeicher – das ist die Zusammensetzung des neuen Hochleistungsrechners an der FAU. Im Beisein von Nutzern insbesondere aus den Materialwissenschaften und der Physik wurde der neue Cluster für High Performance Computing (HPC) der Firma NEC kürzlich offiziell eingeweiht. Mit einer gemessenen Rechenleistung der 11.200 CPU-Rechenkerne von 191 TFlop/s erhöht sich die Kapazität am Regionalen Rechenzentrum Erlangen (RRZE) um den Faktor vier. Die Neubeschaffung kostete 2,6 Millionen Euro und wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), dem Land Bayern sowie der FAU finanziert.

Mit dem neuen HPC-Cluster hat ein weiterer NEC-Superrechner am RRZE den Sprung in die Liste der 500 weltweit größten Rechner geschafft. Seine geballte Rechenleistung bescherte ihm zum Auslieferungszeitpunkt im Herbst 2013 Platz 210. Innerhalb Deutschlands rangierte das System immerhin auf Platz 14.

Seit Oktober 2013 läuft „Emmy“, wie der Superrechner in Erinnerung an die 1882 in Erlangen geborene Mathematikerin Amalie Emmy Noether genannt wird, bereits im Testbetrieb. In dieser Zeit konnten ausgewählte Testbenutzer dem neuen Hochleistungsrechner mit eigenen Programmen auf den Zahn fühlen. Im Rahmen der Einweihung wurde Emmy nun für den regulären Nutzerbetrieb frei gegeben. Zahlreiche Forschergruppen, insbesondere aus den Materialwissenschaften, der Physik, aber auch aus den Life Sciences, der theoretischen Chemie, den Ingenieurwissenschaften, der angewandten Mathematik und der Informatik werden den Rechner nun für ihre Simulationen nutzen.

Heute kommt praktisch keine naturwissenschaftliche oder technische Disziplin mehr ohne Hochleistungsrechner aus, nicht zuletzt auch aufgrund der stetig wachsenden Komplexität der Problemstellungen. Hier in Erlangen werden beispielsweise hochinteressante Fragen auf dem Gebiet der granularen Materie bearbeitet: Warum zum Beispiel wandern beim Schütteln eines Gemisches die großen Körnchen nach oben? Dieses Phänomen, das jeder zu Hause nachmachen kann, stellt Wissenschaftler vor große Probleme. Ähnlich komplex geht es in den Materialwissenschaften zu: Wie genau breiten sich bei Überlastung Risse in Materialien aus? Wie lässt sich die Rissbildung kontrollieren oder gar vermeiden? Mit Lösungen für solche Fragen könnten in der Industrie Millionen eingespart werden. Computersimulationen helfen, die den Vorgängen zugrunde liegenden Mechanismen besser zu verstehen und sind am Ende viel billiger und leichter zu handhaben als kostspielige Versuchsreihen im Labor. „Natürlich kommt man um das reale Experiment nicht ganz herum, aber die Bedeutung Wissenschaftlichen Rechnens als Schlüsseltechnologie ist unumstritten“, so Prof. Dr. Gerhard Wellein, Leiter des HPC-Teams am RRZE und Professur für Höchstleistungsrechnen.

Die kurzen Beschaffungszyklen bei Hochleistungsrechnern – in Erlangen wird durchschnittlich alle drei Jahre ein neues System angeschafft – sind der extrem dynamischen Entwicklung auf dem Gebiet der Halbleiter-, Prozessor- und Speichertechnologien geschuldet. „Im Prinzip steht ein heute nagelneuer Superrechner bereits nach drei Jahren im zweiten oder dritten Glied“, erläutert Dr. Gerhard Hergenröder, Direktor des RRZE. „Aber wer in den Simulationswissenschaften an der Spitze mitspielen will, muss am Ball bleiben. Als IT-Dienstleister der FAU schaffen wir hier am RRZE die Rahmenbedingungen dafür, dass immer genügend Rechenleistung vorhanden ist.“

Hochleistungsrechnen hat an der FAU längst Tradition: Bereits 2003 wurde am RRZE ein Linux-Cluster beschafft, das dem RRZE in puncto Rechenleistung zu einem wahren Quantensprung verhalf: 776.000.000.000 Rechenoperationen pro Sekunde (776 GFlop/s Spitzenrechenleistung) schaffte das Cluster damals und übertraf damit die Kapazität aller bis dato am RRZE vorhandenen Systeme um den Faktor 10. „Emmy“ überbietet diese Leistung nun noch einmal um einen Faktor 300.

Weitere Informationen zum Hochleistungsrechner Emmy gibt es auf der Webseite des Regionalen Rechenzentrums Erlangen.

Weitere Informationen:

Dr. Thomas Zeiser
Tel.: 09131/85-28737
hpc@fau.de