Computer-Architektur der Zukunft
Super-Computing unter dem Schreibtisch

Die Supercomputing-Industrie steht vor einer Revolution. Maschinen für wenige tausend Dollar werden in Zukunft riesige PC-Cluster in Universitäten und Forschungsabteilungen von Unternehmen ablösen.

BERLIN. Joos Batenburg kann seine Begeisterung kaum verhehlen. Zusammen mit seinem Team am Vision Lab der Universität Antwerpen hat er eines der zentralen Probleme der digitalen bildgebenden Medizin gelöst: teure Rechenpower. Der selbstentwickelte Super-Computer "Fastra" berechnet den 3-D-Ganzkörper-Scan eines Patienten in Minuten, wofür die vier zu einem Cluster zusammengeschalteten Quad-Core-PC des Instituts bislang Tage brauchten. Und das Beste, freut sich der junge Wissenschaftler in einem Youtube-Video: der Fastra kostet keine viertausend Euro.

Das Geheimnis: Computerspiele. Der Fastra arbeitet mit acht High-End-Grafikkarten, wie sie einzeln auch für hochauflösende 3-D-Computerspiele genutzt werden. Jede dieser Grafikkarten hat 128 parallele Prozessoren. Zusammen arbeiten sie ab, wofür die Intel-Chips Tage brauchen. Dafür hat der Grafikkartenhersteller Nvidia eine eigene Programmiersprache namens "Cuda" entwickelt, die die Bildgeber von Monsterjägern zu Rechenknechten umwandelt. Sie entlasten ganz einfach die CPU von Aufgaben, die sie schneller erledigen können, so etwa das parallele Abarbeiten gigantischer Datenmengen.

"Die Computer-Archtiekturen der Zukunft werden Hybrid-Systeme aus CPU und GPU sein", ist Jack Dongarra, Professor an der Universität Tennessee, überzeugt. Dongarra ist der Entwickler von "Linpack", das Benchmark-Programm, an dem sich die Top-500 der Supercomputing-Elite jedes Jahr messen müsen.

Was bislang Einzelanfertigungen in Universitäten und High-Tech-Unternehmen war, wird bald auch für normale Unternehmen verfügbar sein. PC-Marktführer Dell will ab kommendem Jahr seine Workstations mit Nvidia-Tesla-Prozessoren ausrüsten. Das teilte Nvidia auf der heute beginnenden Supercomputing '08 in Austin, Texas, mit. Die PCs mit der Power der Supercomputer werden unter 10 000 Dollar kosten, so Sumit Gupta, Senior Product Manager, Tesla Business bei Nvidia. Eine mit 960 GPUs ausgestattete Maschine soll dabei auf 4 Teraflops Rechenleistung kommen, das wäre ungefähr die 250fache Leistung eines heutigen High-End-PC.

Auch Apple setzt auf die Kraft der Grafikchips: im August wurde eine Cuda-Umgebung für Macs die mit Nvidia-Chips und Mac OS X ausgestattet sind angekündigt. Sie soll 2009 zur Verfügung stehen und verhindern, dass Mac-Rechner in der künftigen Welt des Desktop-Supercomputing in die Defensive geraten. GPU-Computing soll wesentlicher Bestandteil des kommenden Betriebssystems "Snow Leopard" werden.

Gupta sieht mit dem Einsteig von Dell bereits einen neuen Massenmarkt in einer neuen Produkt-Kategorie entstehen. Er schätzt den Markt für die neuen PSC, die "Personal Super Computer" auf bis zu vier Millionen alleine in den USA. Zielgruppe sind in erster Linie Forscher in Unternehmen und Universitäten. Nvidia ist noch führend auf dem Gebiet des GPU-Computing. Doch die Wettbewerber holen auf. Der größte Konkurrent AMD/ATI bietet eine vergleichbare Technologie unter dem Namen Stream an, die auch mit Apples OpenCL zusammenarbeiten soll. Microsoft will mit DirectX 11 und "Compute Shaders" das Grafikkarten-Copmuting unter Windows einführen.

Handelsblatt-Korrespondent Axel Postinett
Axel Postinett
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