Supercomputer Juqueen auf Platz fünf der Top 500

Salt Lake City - Wenn es ums elektronische Rechnen geht, können deutsche Forscher mit der Weltelite Schritt halten. In der am Montag veröffentlichten Top-500-Liste der schnellsten Computer der Welt stehen gleich zwei Anlagen aus Deutschland in den Top Ten: Mit einer Rechenleistung von 4,1 Petaflops (Billiarden Rechenschritte) pro Sekunde hat sich der Supercomputer Juqueen vom Forschungszentrum Jülich auf den fünften Platz geschoben. Mit deutlichem Abstand landete der SuperMuc des Leibniz-Rechenzentrums bei München auf dem sechsten Platz. Seine 2,8 Petaflops werden von Forschern an der Münchner Universität und der Bayerischen Akademie der Wissenschaft genutzt.

Mit einer Rechenleistung von 1,7 Petaflops konnte sich der italienische Rechner Cineca als dritter europäischer Großrechner in die Top 10 vorarbeiten. Die IBM-Anlage gehört zu einem europäischen Verbund und wird von einem Konsortium aus 54 Universitäten und zwei Forschungszentren sowie dem italienischen Forschungsministerium betrieben. Die Anlage in Bologna steht sowohl Wissenschaftlern als auch der Industrie für aufwendige Berechnungen zur Verfügung.

Als absolut schnellsten Rechner der Welt führt der Superrechner Titan des Herstellers Cray die zweimal im Jahr erscheinende Liste an. Er schaffte es mit einem technischen Trick, den vorherigen Spitzenreiter Sequoia von der Spitze zu verdrängen: Von den 560.640 Prozessoren, die in seinem Inneren arbeiten, sind gut die Hälfte (261.632) Grafikchips.

Diese Grafikchips stellen rund 90 Prozent der Rechenleistung von Titan bereit. Sie haben eine recht simple Architektur und sind dafür ausgelegt, einfache Rechenaufgaben besonders schnell abzuarbeiten. Zudem sei der Stromverbrauch der Grafikchips geringer als der herkömmlicher Prozessoren, heißt es.

Die übrigen zehn Prozent Leistung stellen in Titan Mehrkern-Prozessoren von AMD bereit. Insgesamt verfügt der Riesenrechner über 1.572.864 Rechenkerne und ist damit der erste Computer mit mehr als einer Million Rechenkernen.

Titan ist erst Ende Oktober ans Netz gegangen. Er kommt auf eine Leistung von 17,59 Petaflops - und hat sich damit knapp vor die Anlage Sequoia am Lawrence Livermore National Laboratory des US-Energieministeriums (16,32 Petaflops) gesetzt, die noch vor einem halben Jahr die Liste angeführt hat. Er wird vom US-Energieministerium in Oak Ridge (Tennessee) betrieben und für wissenschaftliche Forschungen in der Material- und Klimaforschung sowie in der Astrophysik und Nuklearforschung eingesetzt.

Neben Titan nutzen insgesamt 62 der 500 schnellsten Supercomputer Grafikprozessoren, um Geschwindigkeit und Energieeffizienz zu verbessern. Auch der schnellste Rechner in China, Tianhe-1A (auf Platz acht), nutzt nVidia-GPUs.

Die Nummer sieben der Rangliste, der Großrechner Stampede aus Texas, nutzt dagegen Intels neue Xeon-Phi-Prozessoren. "Das parallele Rechnen treibt die Wachstumswelle im High-Performance-Computing kräftig an", sagte Joe Curley von Intel. Anders als bei nVidia basieren Intels Prozessoren auf der sogenannten x86-Architektur, auf der auch PC-Prozessoren basieren. Vor einigen Jahren hatte Intel schon einmal versucht, Grafikfunktionen auf herkömmliche Chiparchitektur zu bringen und damit dem Grafikspezialisten nVidia in die Parade zu fahren. Das Projekt wurde allerdings aufgegeben. Trotzdem ist der Chiphersteller prominent in der Top-500-Liste vertreten: 76 Prozent der aufgelisteten Systeme nutzen Intel-Chips.

Supercomputer werden für sehr aufwendige Berechnungen in der Forschung oder beim Militär, etwa für die Entwicklung und Simulation von Atombomben genutzt. In der Wissenschaft können damit zum Beispiel der komplexe Aufbau und die Eigenschaften von Proteinen erforscht werden. Dafür werden gigantische Datenmengen analysiert. Auch in der Klimaforschung werden Supercomputer immer wichtiger, mit ihnen lassen sich beispielsweise Klimaveränderungen oder Erdbeben auswerten und anhand von Simulationsmodellen teilweise auch vorausberechnen.

Die Liste der Top 500 wird zweimal im Jahr anlässlich der International Supercomputing Conference (ISC) veröffentlicht. Die Konferenz findet abwechselnd in den USA und in Deutschland statt. Aktuell treffen sich die Wissenschaftler in Salt Lake City, der Hauptstadt des US-Bundesstaats Utah. Die nächste ISC soll in Leipzig stattfinden.