Hochleistungsrechner
Die neue Generation der Superrechner

Ein Supercomputer braucht viel Platz: Im Stuttgarter Hochleistungszentrum erstreckt sich der SX-8R der japanischen Firma NEC auf ganze 400 Quadratmeter. Doch die Hochleistungscomputer, die alle zwei bis vier Jahre grundlegend überholt werden müssen, werden immer wichtiger für die Wissenschaft. Nun soll der japanische MEXT alle Vorgänger übertrumpfen.

STUTTGART. Ein schmaler Gang, dann zwei eiserne Türen, die den Raum feuersicher und schalldicht abschotten. Beim Öffnen ertönt sofort der brausende Lärm der Lüftungsanlage. Dann steht man vor dem Herzstück der Universität Stuttgart: dem Supercomputer. Hier ist die richtige Adresse für Wissenschaftler, die komplexeste Aufgabenstellungen lösen wollen.

Im Stuttgarter Hochleistungszentrum steht der SX-8R der japanischen Firma NEC mit 72 Rechnerknoten schrankhoch in Reih und Glied auf etwa 400 Quadratmetern. In den Kästen stecken insgesamt 576 CPUs, Hauptprozessoren, die Programme ausführen können, und Festplatten mit Platz für 160 Terabyte (160 000 Gigabyte) digitale Daten.

„Zurzeit bearbeiten wir 70 Anwendungen. Deren Aufgabenstellungen reichen von der Physik, Biologie, Chemie bis hin zu medizinischen Modellen“, erklärt Thomas Boenisch, Leiter des Projekt- und Nutzer-Managements.

Ein Superrechner wie der in Stuttgart (seit 1996 in Betrieb) muss alle zwei bis vier Jahre aufgerüstet oder ausgetauscht werden, um auf dem aktuellen Stand zu bleiben. Der kürzlich eingebaute Prozessor SX-8R ist mit seinen 35,2 Gigaflops (Milliarden Additionen oder Multiplikationen pro Sekunde) der schnellste Vektorprozessor der Welt. In der von den Universitäten Mannheim und Tennessee erstellten Liste der „Top 500“ werden zweimal jährlich die schnellsten Rechner der Welt aufgeführt. Sie beruht auf dem Linpack-Test, der die Geschwindigkeit beim Lösen linearer Gleichungssysteme misst. Dieser Test bevorzugt Systeme mit hochgetakteten Prozessoren und berücksichtigt nicht die Architektur der Prozessoren.

Bei technischen und wissenschaftlichen Anwendungen rechnen Hunderte oder Tausende Prozessoren parallel eine Aufgabe. Bei numerischen Rechnungen – wie dem Linpack-Test – werden jedoch immer wieder die gleichen Operationen auf eine große Datenmenge angewendet. „Dieses Hochtakten der Prozessoren ist ein Schummeln auf großer Bühne“, sagte einmal Pierre E. Bisch, Präsident des Wetterdienstes Meteo France. Entscheidend ist nämlich meist die Verzahnung der verschiedenen Rechenoperationen, also die Architektur der Rechnerverknüpfung. Solche Cluster (Verbünde) aus Vektorrechnern nutzen nicht selten bis zu 60 Prozent der Leistung aller Prozessoren.

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