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Die "Ultratcomputer" kommen

Was ist das: Es wiegt 40 Tonnen und belegt die Fläche eines Tennisplatzes. Keine Ahnung? Die Rede ist vom schnellsten Computer der Welt.

Das Monstrum, das derzeit vom Chip-Hersteller Nummer eins – Intel – aufgebaut wird, steht im Sandia National Laboratory in Albuquerque, New Mexico, in einer der amerikanischen Kernwaffenschmieden. Dort soll er Atomexplosionen simulieren und Naturkatastrophen vorhersagen.

Der „erste Ultracomputer“, wie US-Vizepräsident Al Gore das Intel-Ungetüm bezeichnet, ist mit seinen 1,4 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde (1,4 Teraflop) nicht nur der schnellste Computer der Welt, sondern er markiert auch einen Meilenstein in der Entwicklung von Supercomputern. Während noch vor wenigen Jahren hochgezüchtete, wassergekühlte Maschinen mit spezialisierten Einzelprozessoren – sogenannte Vektorrechner – Crashtests, Wettervorhersagen oder die Wirkung von Medikamenten simulierten, tun dies heute sogenannte massiv parallele Rechner, die aus vielen billigen Standard-Mikroprozessoren zusammengesetzt sind. Der Teraflop-Computer von Intel besteht aus 9200 Pentium-Pro-Prozessoren, wie sie auch in besseren PCs zu finden sind.

Doch der Teraflop-Rechner ist nur ein Zwischenschritt. Wie wäre es, fragen sich immer mehr Firmen und Forschungsinstitute, wenn man vorhandene PC und schnelle Workstations so zusammenschalten könnte, daß sie die Leistung eines Supercomputers erreichen.

„Mit Workstation-Clustern kann man nur Probleme von heute lösen, für die Herausforderungen von morgen sind sie ungeeignet.“ Dr. Wolfgang Nagel vom Forschungszentrum Jülich ist trotz der allgemeinen Euphorie zurückhaltend. Zwar seien Workstation-Gespanne heute so leistungsfähig wie frühere Supercomputer, doch künftig werde der Bedarf an Rechenleistung so steigen, daß dies wiederum nur die neuesten Supercomputer bewältigen könnten.

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„Das Netz ist nach wie vor der Engpaß“, gesteht Dr. Roland Voelpel, bei der Forschungszentrum Informationstechnik in St. Augustin (GMD) mit verantwortlich für das Gigabit-Projekt. Ähnliches gilt für eine Kooperation der GMD mit dem Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ) in Hamburg und dem Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven. Dort wollen die Forscher Simulationsmodelle für Atmosphäre, Meer und Eis in einem einzigen Programm zusammenfassen, das die gesamte Klima-Entwicklung der Erde vorhersagt. Doch das ist schwierig: Während das vom AWI erstellte Ozean-Modell für einen Parallelrechner geschrieben wurde, liegt das Atmosphärenmodell des DKRZ in einer Fassung für einen Vektorrechner vor. Auch hier sollen parallele und vektorisierte Teile so zwischen Jülich und Sankt Augustin verteilt werden, daß die Rechenzeit möglichst kurz ist und die Programmteile dort, wo Atmosphäre und Ozean zusammenstoßen, korrekt ineinandergreifen. „Solche heterogenen Probleme lassen sich auf Metacomputern sehr gut lösen“, versichert Roland Voelpel.

Auch wenn es gute Ansätze gibt – in Sachen Metacomputing ist Deutschland noch Entwicklungsland. Die USA führen derzeit auf diesem Gebiet. Dennoch ist Wolfgang Nagel optimistisch, daß Deutschland den Vorsprung verkürzen kann: „Viele Probleme haben die Amerikaner noch nicht gelöst.“

Bernd Müller
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