Leistung des Hochleistungsrechners SuperMUC verdoppelt

Das Superhirn steckt in grauen Schränken und braucht mehr als 600 Quadratmeter Platz. Gut sechs Billiarden Rechenschritte pro Sekunde schafft "SuperMUC“ in Garching nun. Der Rechner gehört zu den stärksten weltweit, doch auch er benötigte eine Aktualisierung. Am Montag geht Phase 2 offiziell in Betrieb, die Rechenleistung steigert sich auf 6,8 Petaflops.

Vorstellen kann man sich das kaum noch. "Wenn sechs Milliarden Menschen einen Taschenrechner hätten, der pro Sekunde eine Million Rechenschritte machen kann – dann wären sie alle zusammen so schnell wie der SuperMUC in der Phase 2", sagt Hans-Jürgen Rehm von IBM, der für Konzeption und Speicher des Hochleistungscomputers zuständig ist. Die Erweiterung hat 49 Millionen Euro gekostet.

Der Computer soll Aufgaben von Forschern aus Deutschland und 24 anderen europäischen Ländern sowie Israel und der Türkei lösen. Geowissenschaftler, Physiker, Astronomen, Mathematiker und Mediziner benutzen ihn ebenso wie Ingenieure und Klimaforscher. "Der Rechner ist kontinuierlich ausgebucht", sagt der Vorsitzende des Leibniz-Rechenzentrums (LRZ), Arndt Bode. Das LRZ, gegründet 1962, entwirft heute komplexe Modelle und wertet gigantische Datenmengen aus.

SuperMUC berechnet beispielsweise Aktivitäten unter der Erdkruste und Auswirkungen von Erdbeben. Mit Hilfe von Superrechnern lässt sich auch darstellen, was nach dem Urknall geschah. Autohersteller können Luftwiderstand und Crashfestigkeit schon vor dem Prototypbau virtuell testen. In der Medizin lässt sich die Funktion von Organen wie der Lunge präzise nachempfinden. Gensequenzen oder Proteinstrukturen wiederum sind bedeutsam für Verständnis und Therapie von Krankheiten.

Stammbaum der Insekten berechnet

Gerade erforscht das Haunersche Kinderspital Asthma-Erkrankungen bei Kindern. Jedes zehnte Kind ist betroffen. "Es ist sehr wichtig, medizinische Analysen machen zu können über Daten, die bei den Patienten gewonnen wurden", sagt Rechenzentrums-Chef Bode. Und kürzlich half der Rechner, den Stammbaum von Insekten aufzuklären – wichtig für die Landwirtschaft und Schädlingsbekämpfung. Nun läuft eine Analyse des Stammbaums der Vögel.

Auf der weltweiten Liste der Top-500-Supercomputer vom November wäre der SuperMUC etwa auf Platz sechs gelandet. Für die neue Liste im Juli ist Bode angesichts der rasanten Entwicklung vorsichtig. "Unter den ersten 50 sind wir sicher". Allerdings sei der SuperMUC ein Allrounder, kein Spezialist wie viele Konkurrenten. Noch vor drei Jahren bei seinem Start lag er auf Platz eins der schnellsten Rechner in Europa.

Schon 2017 oder 2018 soll die Anlage abgelöst werden. Wie hoch die Rechenleistung dann sein wird, kann Bode nicht sagen. "Wir wünschen uns auf jeden Fall eine große zweistellige Zahl jenseits von 50", sagt er und meint die Petaflops. Schnellster Rechner war zuletzt der chinesische Tianhe-2 mit 33,86 Petaflops.

Mit seiner von IBM mitentwickelten Warmwasserkühlung war der Supercomputer vor drei Jahren weltweit Vorbild. Klassische Rechenzentren brauchen etwa 50 Prozent ihres Energiebedarfs für die Kühlung, der SuperMUC nur 10 bis 20 Prozent. Die Abwärme heizt Gebäude. Neu ist die fast stufenlose Regelung von Leistung, ein weiteres Sparpotenzial. Gut 240.000 Prozessorkerne fressen trotzdem jährlich Strom für rund fünf Millionen Euro.

Energiebedarf als Bremse

Die immense Stromaufnahme ist noch eine Hürde für die nächste Computer-Generation, Exaflop-Rechner mit der tausendfachen Kapazität der Petaflop-Anlagen. Mit der derzeitigen Technik bräuchte ein solcher Rechner Strom für fünf Milliarden Euro, sagt Bode. Etwa 2022 rechnen Experten mit ersten Anlagen dieser Art. Hier sei noch ein Kraftakt nötig, sagt auch Rehm. "Ein solcher Exaflop-Computer, mit heutigen Möglichkeiten gebaut, würde Energie in der Dimension unserer größten Kohle- oder Kernkraftwerke brauchen. Und das wäre weder politisch, ökonomisch noch ökologisch durchsetzbar." (jd)