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Wenn man im Bereich der Medizin Operationen durch bildgebende Verfahren unterstützen möchte, für die Luftfahrt Turbulenzstrukturen untersuchen muß, Crash-Simulationen für den Bau immer sichererer Autos durchführen will oder regionale Klimamodelle aufstellen möchte: dann benötigt man Höchstleistungsrechner, die in der Lage sind, die dabei anfallenden großen Datenmengen zu bearbeiten. Die Entscheidung, daß das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften in München einen solchen "Superrechner" - den ersten Teraflops-Rechner Deutschlands - erhält, fiel zu Beginn des Jahres 1999. Im Herbst vergangenen Jahres beauftragte man dann nach einer Ausschreibung die Firma Hitachi, diesen Superrechner zu bauen. Nunmehr steht die Anlieferung des "Hitachi SR8000 F1" von Japan nach München unmittelbar bevor.
Doch bevor Europas leistungsstärkster Computer im LRZ der Akademie ans Netz gehen kann, müssen zunächst einmal noch gewaltige Installationsarbeiten im Bereich der Klima- und Stromversorgung geleistet werden. Heute nun wurden die ersten Kühlaggregate mithilfe eines Krans auf das Dach des Rechenzentrums transportiert - nicht ohne dieses Dach zuvor mithilfe einer neuen Stahlbrücke von 23 Tonnen für das zusätzliche Gewicht zu rüsten.
Da die Installation von Deutschlands Höchstleistungsrechner im LRZ der Bayerischen Akademie der Wissenschaften auf Beschluß des Wissenschaftsrats bis Ende März 2000 abgeschlossen sein muß, wurde während der vergangenen Monate einerseits in Japan mit Hochdruck an der Fertigstellung des Rechners, andererseits am LRZ an den Installationsvorbereitungen gearbeitet. Jetzt, Mitte Februar 2000, ist der Rechner in Japan schon fertig aufgebaut und läuft im Testbetrieb. Gleichzeitig ist der große Rechnerraum im LRZ eine einzige Baustelle, denn ein Rechner dieser Art ist auch in den physischen Dimensionen, in der benötigten Energie und der abgestrahlten Wärme nicht mit einem PC vergleichbar:
Dimensionen des Rechners (ohne Platten): 9m x 8m; 1,80m hoch
Gewicht: 23 Tonnen
Energieverbrauch: 610.000 Watt
Dies ist der Energiebedarf von ca. 2.000 PCs. Um ihn mit störungsfreiem Strom decken zu können, müssen extra batteriegepufferte unterbrechungsfreie Stromversorgungen installiert werden. Um die durch diesen Energieverbrauch hervorgerufene Wärme abführen zu können und ein gleichmäßiges Klima zu erreichen, müssen zehn Umluftgeräte dicht an den Rechner gebaut werden, die 16°C kalte Luft unter den Rechner schieben. Dieser saugt die kühle Luft durch sein Inneres, in dem die Prozessoren je nach Rechenaktivität bis über 100°C heiß werden. Oben stößt der Rechner die Luft mit über 40°C wieder aus.
Die Umluftgeräte wiederum ziehen die Wärme wieder aus der Luft und transportieren sie mit Kühlwasser auf das Dach des LRZ, wo zwei große, 6 Tonnen schwere Kaltwassersätze die Wärme an die Luft abgeben. Um die Kaltwassersätze auf das Dach bringen zu können, mußte extra eine neue Stahlbrücke von weiteren 23 Tonnen dort oben gebaut werden.
Zusammen mit der Kühlung wird der Rechner fast 1 Megawatt benötigen. Viele Gedanken hat man sich daher über eine sinnvolle Nutzung der Energie gemacht, die jetzt dennoch ungenutzt an die Luft abgegeben werden muß, vor allem weil die Lebenszeit eines solchen Rechners so kurz ist, daß sich extra Installationen für eine Weiternutzung nicht rentieren. Die Investitionskosten für eine sinnvolle Nutzung wären für die ca. sechs Jahre, die die Energie zur Verfügung stehen würde, viel zu hoch. Was danach kommt, weiß man bei der schnellen Entwicklung der Rechner heute noch nicht.
Parallel zu diesen Entwicklungen muß daran gedacht werden, wohin mit all den Daten, die der Superrechner SR 8000 F1 produzieren wird. Daher ist das LRZ dabei, den langfristigen Datenspeicher um ein Vielfaches auszubauen: zur Zeit verwaltet das ArchivierungsDatei-System "nur " 250 Millionen Dateien, die über 70.000 Gigabyte belegen. Seit einigen Jahren verdoppelt sich jedoch der Speicherbedarf jährlich. Das LRZ rechnet daher damit, daß sich der Speicherbedarf in der voraussichtlichen Standzeit des Hitachi-Rechners (sechs Jahre) um den Faktor 30 vergrößern wird!
Auch dann wird die Datenflut und der Hunger nach mehr Prozessorleistung nicht enden, jedoch wohl vom bloßen Raumbedarf der Rechner und Speichermedien gebremst werden. Daher muß das LRZ zur Zeit auch ein neues Gebäude planen, in dem zukünftige Entwicklungen stattfinden könnten und neue, wirtschaftlichere Energieverwertungen möglich wären. Ein solches Gebäude sollte - so die Position von Akademie und LRZ - sinnvollerweise zusammen mit der Informatik, der Mathematik und der Elektrotechnik der TU München auf das Forschungsgelände in Garching kommen.
All das zeigt, daß die Installation eines Superrechners noch immer kein Kinderspiel ist und auch in ein paar Jahren noch eine große Herausforderung sein wird, obwohl das gleiche bei einem PC heute jedes Kind kann.
Neben diesen sichtbaren Vorbereitungen laufen die Vorbereitungen im Software-Bereich: Eine große Anzahl der rechenintensivsten Programme aus der Forschung in Deutschland werden zur Zeit auf einem Zweiknoten-Testsystem SR 8000 konvertiert und optimiert. Am LRZ kommen und gehen daher ständig neue Teams, von der Fluidmechanik zur Materialforschung und der Astronomie, von der Supraleitung zur Gentechnik.
Aber natürlich müssen die meisten Wissenschaftler, die die Systeme benutzen wollen, dazu nicht extra nach München kommen, sondern können den Rechner von ihren Forschungsinstitutionen überall in Deutschland nutzen: Fast alle Rechner aus Wissenschaft und Forschung in Deutschland sind heutzutage an das Wissenschaftsnetz (WiN) angeschlossen, über das sie miteinander jederzeit Kontakt aufnehmen können. Große Teile des WiN werden vom Deutschen Forschungsnetz betrieben, das wiederum an das Internet angeschlossen ist. So entsteht eine weltweite Kooperation, in der sich Forschungsprogramme in früher unvorstellbarer Geschwindigkeit fortentwickeln.
Hinweis für die Redaktionen:
Weitere Informationen finden Sie auf den Web-Seiten des LRZ (http://www.lrz.de) und der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (http://www.badw.de - unter "Infos, Neues, Aktuelles"). Natürlich stehen wir Ihnen auch gerne telefonisch zur Verfügung: 089/230 31-141 oder 089/289 287-08. Sobald der Rechner im LRZ ausgepackt und aufgebaut werden kann, laden wir Sie zu einem Fototermin ein.
http://www.lrz.de
http://www.badw.de
Criteria of this press release:
Electrical engineering, Energy, Information technology, Mechanical engineering
transregional, national
Organisational matters, Research projects
German
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