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Schnellster Supercomputer Europas mit Schweizer Kühlung

Kein Computer in Europa rechnet schneller als der Supermuc am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) – eine Leistung, die nur dank Hilfe aus der Schweiz möglich ist.

Drei Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde: Der Supermuc.
Drei Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde: Der Supermuc.
IBM Research

Der schnellste Supercomputer Europas ist der deutsche Supermuc mit drei Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde, wie am Montag an der International Supercomputing Konferenz in Hamburg bekanntgegeben wurde.Diese Leistung ist dank einer neuartigen Warmwasserkühlung möglich, die IBM Research in Zürich entwickelt hat.

Kein Computer in Europa rechnet schneller als der Supermuc am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) in Garching bei München. Drei PetaFlops schafft das IBM-System, das sind drei Billiarden - oder 3'000'000'000'000'000 - Rechenvorgänge pro Sekunde. Das entspricht etwa 110'000 normalen PCs.

Damit ist Supermuc der viertschnellste Rechner weltweit, wie aus der am Montag veröffentlichten 39. Ausgabe der Top500-Liste der schnellsten Supercomputer hervorgeht, die zweimal jährlich zusammengestellt wird. Schnellster Computer der Welt ist neu der Sequoia in den USA mit über 16 PetaFlops, der den japanischen «K- Computer» ablöst.

Trotzdem ist der deutsche Rechner eine Pionierleistung, und zwar dank dem neuartigen Kühlsystem, das von IBM Research in Rüschlikon und dem deutschen IBM-Entwicklungszentrum in Böblingen kreiert wurde. Dank des energiesparenden Warmwasserkühlungssystems verbraucht SuperMUC rund 40 Prozent weniger Strom als ein vergleichbares luftgekühltes System.

Vom Blutkreislauf inspiriert

Heute entfällt bis zur Hälfte des Energieverbrauchs und der CO2- Emissionen von luftgekühlten Rechenzentren auf die Kühlsysteme, die die Server vor Überhitzung schützen, wie IBM Research am Montag in einem Communiqué schrieb. Der Supermuc hingegen wird mit 40 Grad warmem Wasser gekühlt, denn Wasser leitet Wärme rund 4000-mal besser als Luft.

Die Inspiration zu diesem System kam vom hocheffizienten menschlichen Blutkreislauf. Ein ausgeklügeltes Kühlnetzwerk mit leistungsfähigen Mikrokanalkühlern führt die Wärme direkt dort ab, wo sie entsteht: am Chip. Deshalb genügt warmes Wasser, das dabei erhitzt wird und direkt für die Gebäudeheizung oder für das Fernwärmenetz genutzt werden kann.

Dadurch werde Supermuc zu Einsparungen von rund einer Million Euro pro Jahr führen, schätzt das LRZ. Das Kühlsystem hat IBM Research im Prototypensystem Aquasar gemeinsam mit der ETH getestet. Es kommt bei Supermuc erstmals kommerziell zum Einsatz.

IBM arbeitet nun daran, die Kühlstrukturen direkt an die Prozessoren anbringen zu können, erklärte Bruno Michel von IBM Research Zürich, einer der Erfinder des Kühlkonzepts. «Damit könnte der Supermuc von heute langfristig auf die Grösse eines PCs schrumpfen.»

100 Prozent erneuerbare Energie

«Seit diesem Jahr müssen staatlich finanzierte Institutionen in Deutschland ihren Strom aus 100 Prozent erneuerbaren Energiequellen beziehen», zitiert die Mitteilung Arndt Bode, Vorsitzender des Direktoriums des LRZ. «Mit Supermuc können wir unsere Verpflichtung einhalten und den Wissenschaftlern gleichzeitig ein Höchstleistungssystem zur Verfügung stellen.»

Supermuc zeichnet sich dadurch aus, dass er besonders vielseitig einsetzbar ist. Wie bisher kommen viele Projekte aus der Physik und Strömungsmechanik. Doch auch Geophysiker der Ludwig-Maximilians- Universität München setzen auf den Supercomputer: Sie haben bereits ihr Modell über Bewegungen im Erdinneren für den SuperMUC angepasst. Andere Wissenschaftler untersuchen detailliert den Fluss des Blutes in gesunden und erkrankten Blutgefässen oder der Luft in der Lunge.

(SDA)

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