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Jülich: Im Bann der Teraflops: Super-Rechner hilft bei Simulationen

Jülich : Im Bann der Teraflops: Super-Rechner hilft bei Simulationen

<b>Jülich. Das Ungetüm füllt eine halbe Werkshalle, der Lärm der Klimaanlage übertönt seinen surrenden Herzschlag, doch das Riesenhirn aus Silizium scheint genügsam vor sich hin zu arbeiten.

JUGENE, der zurzeit schnellste zivile Super-Computer der Welt, ist am Freitag offiziell ans Netz gegangen. Von der kommenden Woche an soll der 65 536 Prozessoren umfassende Rechenkoloss am Forschungszentrum Jülich einige der komplexesten Simulationen in den modernen Naturwissenschaften ausführen. Und die „Großmaschine” - so nennen ihn die Jülicher Forscher mit einer Mischung aus Ehrfurcht und Nüchternheit - ist für die große Aufgabe offenbar bestens gerüstet.

In Gebäudetrakt E.1 jagen die digitalen Datenströme in 16 mannshohen Schränken von der Größe einer Telefonzelle durcheinander und fügen sich am Ende zu einem Gesamtbild. Dies alles geschieht mit rasender Geschwindigkeit: Die JUGENE-Plattform, die auf dem Typ „Blue Gene/P” des US-Computerherstellers IBM basiert, stemmt eine Rechenleistung von knapp 167 Teraflops (Billionen Rechenoperationen pro Sekunde). Wird das Elektronen-Gehirn mit Volllast gefahren, kommt es in der Spitze sogar auf 223 Billionen Rechenschritte pro Sekunde.

„Nur noch die Maschine am ,Lawrence Livermore National Lab in Kalifornien, mit der die USA auch militärische Forschung betreiben, ist JUGENE mit 500 Teraflops voraus”, sagt der Physiker Stefan Krieg.

Der Nachwuchsforscher von der Universität Wuppertal untersucht an der Jülicher Anlage kernphysikalische Modelle zur sogenannten Starken Wechselwirkung. „Wir arbeiten mit einem Team von zehn Leuten aus drei Staaten. Die Möglichkeiten von JUGENE sind schon prima.”

Thomas Lippert, Direktor des „Institute for Advanced Simulation” am Forschungszentrum Jülich, ist so etwas wie der „Vater” des neuen Großrechners. Er soll Wissenschaftler aus ganz Europa an die Arbeit mit JUGENE heranführen und koordiniert mehrere Forschungsallianzen. „JUGENE liefert uns einen Blick in die Kristallkugel”, erklärt Lippert.

Komplexe Experimente ließen sich heute gar nicht mehr „in natura” durchführen - daher seien immer mehr Kollegen auf die Rechen- Power großer Simulatoren angewiesen. Der Mathematiker Achim Bachem, Vorstandschef des Forschungszentrums Jülich, nennt die Großmaschinen „Mikroskope und Teleskope der nächsten Generation”.

Tatsächlich gibt es kaum eine Disziplin, die in den vergangenen Jahren nicht in den Bann der Teraflops geraten ist. Zu den Haupt- Anwendungsgebieten der Simulationswissenschaft zählen nach wie vor die Astro-, Teilchen- und Plasmaphysik sowie die Materialforschung.

Seit langem modellieren Wissenschaftler aber auch den Protein- Stoffwechsel in Zellen, das Strömungsverhalten von Flugzeug- Tragflächen oder Magma-Bewegungen im Erdinneren am Computer. Langfristige Klimaprognosen, ökologische Frühwarnsysteme oder robuste Karosserie-Tests kommen ebenso wenig ohne Simulationsergebnisse aus.

Damit bei JUGENE ungeachtet des immensen Rechenstresses nicht die Drähte heiß laufen, sorgt ein 4 Megawatt starkes Belüftungssystem für eine angemessene Frischluftversorgung. Die Kosten der auf rund 1700 Quadratmetern Stellfläche untergebrachten Anlage bewegen sich im zweistelligen Millionenbereich.

„Über die genaue Summe dürfen wir leider nichts sagen”, heißt es aus der Pressestelle des Forschungszentrums. Sicher ist aber, dass der Bund mit knapp 13 Millionen Euro den Löwenanteil übernommen hat. „Wir werden in Deutschland weiterhin die Voraussetzungen dafür schaffen, im europäischen Supercomputer-Ökosystem die führende Rolle zu spielen”, sagt Thomas Rachel (CDU), Parlamentarischer Staatssekretär im Bundesforschungsministerium, bei der Einweihung des Systems.

Bis Ende 2009 wollen die Jülicher Experten mit Kollegen aus 14 europäischen Ländern einen Rechner-Prototypen entwickeln, der die Schallmauer von einem Petaflop (einer Billiarde Rechenschritte pro Sekunde) knacken soll.

Doch bei so viel geballter Rechenkraft darf auch der Mensch nicht zu kurz kommen. „Wir bauen in erster Linie auf kreative Köpfe, nicht auf Prozessoren”, meint Vorstandschef Bachem. Will heißen: Nur, wer die Datensuppe am Ende zu durchschauen weiß, kann auch die nötigen Ergebnisse erzielen.