Die 13 ersten Aufgaben für den schnellsten Supercomputer der Welt 1

Das Oak Ridge National Laboratory in den USA hat 13 Forschungsprojekte angekündigt, die das hauseigene Center for Accelerated Application Readiness (CAAR) als erstes auf dem im Bau befindlichen Supercomputer „Summit“ durchführen wird, wenn dieser im Jahr 2018 fertiggestellt ist.

Die Forschungen konzentrieren sich unter anderem darauf, alternative Energiequellen, neue Erkenntnisse über den Klimawandel und neue Heilmethoden für schwere Erkrankungen zu entwickeln.

Biophysische Simulation

Bild: Nvidia

Das sind die Aufgaben für Summit:

1. ACME
Bereich: Klima
Das Ziel ist es, neue Einblicke in die Auswirkungen des Klimawandels zu erhalten.

2. DIRAC
Bereich: Relative Quantenchemie
Die geplanten Simulationen sollen helfen, sicherere Methoden für den Umgang mit nuklearen Brennstoffen während der Stromerzeugung zu entwickeln. Des weiteren sollen bessere Lagerungsmöglichkeiten oder sogar Möglichkeiten zu ihrem Recycling nach ihrem Einsatz in einem Kraftwerk erforscht werden.

3. FLASH
Bereich: Astrophysik
Titel: Using FLASH for Astrophysics Simulations at an Unprecedented Scale

4. GTC
Bereich: Plasmaphysik
Dem Team sollte es möglich sein, einen tieferen Einblick in das Verhalten von Partikeln während einer Kernfusion zu bekommen. Die Ergebnisse dienen dem ITER Forschungsreaktor in Frankreich.

5. HACC
Bereich: Kosmologie
Das Projekt befasst sich damit, wie Galaxien entstehen. Hierfür müssen die Forscher ihre durch Beobachtungen gesammelten Daten mit Simulationen vergleichen, die die Verteilung von Masse im Universum über einen Zeitraum von 13 Milliarden Jahren abbilden.

6. LSDALTON
Bereich: Quantenchemie
Bei diesem Projekt geht es um die Weiterentwicklung des Codes LSDALTON, welcher Wissenschaftlern die akkurateste Beschreibung der elektronische Struktur in großen Molekülsystemen ermöglicht.

7. NAMD
Bereich: Biophysik
Ein Team von Wissenschaftlern wird sich auf die Suche nach Antworten auf Fragen zum menschlichen Gehirn machen, die bisher noch unbeantwortet sind.

8. NUCCOR
Bereich: Nuklearphysik
NUCCOR, soll helfen, die Struktur und Reaktionen von Atomkernen zu verstehen. Wissenschaftler versprechen sich dadurch Wissen über die grundlegenden Interaktionen innerhalb unseres Universum generieren zu können – Interaktionen, die aus dem Labor nicht beobachtet werden können.

9. NWCHEM
Bereich: Chemieinformatik
Titel: Developing Coupled Cluster Methodologies for GPUs

10. QMCPACK
Bereich: Materialwissenschaft
Es soll Wissen darüber erlangt werden, wie Materialien als Hochtemperatur-Superkonduktoren verwendet werden können.

11. RAPTOR
Bereich: Engineering/Verbrennung
Titel: Fluid Dynamics Research to Accelerate Combustion Science

12. SPECFEM
Bereich: Seismologie
Es soll ein hochauflösendes Bild des Erdinneren erschaffen werden. Einbezogen werden sollen seismische Daten, die weltweit gesammelt worden sind.

13. XGC
Bereich: Plasmaphysik
Die Geschwindigkeit von Summit erlaubt es, komplizierte Plasmaphenomene besser darzustellen, wie etwa Plasmaturbulenzen und Partikelinteraktionen mit Reaktorwänden. Auch diese Simulation betrifft den Forschungsreaktor ITER in Frankreich.

Diese Technik macht es möglich

Summit ist mit einer Rechenleistung von bis zu 300 Petaflops fünfmal schneller als der aktuell schnellste US-Supercomputer „Titan“, der ebenfalls im Oak Ridge Laboratory steht. Möglich machen das Grafikprozessoren (GPUs) von NVIDIA, die auf der Next-Generation-GPU-Architektur „Volta“ basieren und die NVIDIA-Technologie NVLink. Bei NVLink handelt es sich um eine Daten-Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen den NVIDIA-GPUs und den in Summit verbauten Power-CPUs von IBM. Dank NVLink können die GPUs und CPUs Daten zwischen fünf und zwölfmal schneller austauschen als bisher.

Supercomputer in Deutschland

Unter den Top 10 der schnellsten Computer weltweit befinden sich auch zwei Deutsche:

Platz 6: Juqueen, Forschungszentrum Jülich

  • Teraflops: 5900
  • Konfiguration: IBM BlueGene/Q, 28.672 Power BQC-Prozessoren (16 Kerne, 1,60 GHz), 448 TB RAM
  • Energiebedarf: 2301 kW
  • Zweck: Materialwissenschaften, theoretische Chemie, Elementarteilchenphysik, Umwelt, Astrophysik

Platz 7: SuperMUC IBM, Leibniz-Rechenzentrum Garching

  • Teraflops: 2897
  • Konfiguration: 18.432 Xeon E5-2680 CPUs (8 Kerne, 2,7 GHz) + 820 Xeon E7-4870 CPUs (10 Kerne, 2,4 GHz), 340 TB RAM
  • Energiebedarf: 3423 kW
  • Zweck: Kosmologie über die Entstehung des Universums, Seismologie und Erdbebenvorhersage

Autorin: Julia Lansen