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Europas schnellster Rechner wird mit warmem Wasser gekühlt

Garching (dpa) - Er braucht 500 Quadratmeter Platz, wiegt 100 Tonnen und hat eine Spitzenleistung von drei Petaflops: Europas schnellster Superrechner am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) in Garching bei München schafft pro Sekunde drei Billiarden Rechenschritte.

SuperMuc
Deutschland steigt in die Spitzenliga der Superrechner auf: In München läuft nun Europas schnellster Rechner. Foto: Nicolas Armer Foto: dpa

Weltweit rangiert der Rechner, der in Anspielung auf die benachbarte Landeshauptstadt den Namen SuperMUC trägt, auf Rang vier.

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Bundesforschungsministerin Annette Schavan (CDU) und ihr bayerischer Kollege Wolfgang Heubisch (FDP) haben SuperMUC am Freitag offiziell in Betrieb genommen. Der Rechner ist Teil des Gauss Centre for Supercomputing, einem Zusammenschluss von drei deutschen Hochleistungsrechenzentren. Die beiden anderen Supercomputer stehen in Jülich (Nordrhein-Westfalen) und Stuttgart.

Hersteller IBM vergleicht die Leistung des bayerischen Computers mit der kaum vorstellbaren Situation, dass drei Milliarden Menschen mit Taschenrechnern jeweils eine Million Berechnungen pro Sekunde ausführen. Einen anderen Vergleich für die gigantische Kapazität gibt der LRZ-Direktoriumsvorsitzende Professor Arndt Bode: «Wenn man eine Maschine hätte, die Nägel mit einem Millimeter Kopfdurchmesser einschlägt, könnte diese Maschine die Welt in einer Sekunde 70 000 Mal umrunden.»

«Supercomputer sind ein Schlüssel, um Antworten auf die drängenden Fragen des 21. Jahrhunderts zu finden», sagt Schavan. Höchstleistungsrechnen ermögliche Deutschland eine führende Rolle bei der Lösung globaler Herausforderungen von Klima, Energie und Ernährung bis zu Mobilität, Sicherheit und Kommunikation.

Das LRZ als Teil der Bayerischen Akademie der Wissenschaften knüpft mit SuperMUC an eine 50-jährige Tradition an und feierte mit dem neuen Rechner sein Jubiläum. Gegründet 1962 entlastete es anfangs Wissenschaftler von numerischen Routineaufgaben. «Damals wurden Rechner ausschließlich zum Rechnen im eigentlichen Sinne verwendet, zum Beispiel für Statikberechnungen für Ingenieure», sagt Bode. Heute ist das LRZ ein internationales Informatik-Dienstleistungszentrum für die Wissenschaft.

Forscher aus Deutschland sowie 23 weiteren Ländern Europas werden die neue IBM-Anlage nutzen. Über die Zulassung entscheidet ein internationales Gremium. «Der Rechner ist komplett ausgelastet. Es gibt mehrfach im Jahr Aufrufe, sich zu bewerben - und mit den Bewerbungen wäre er drei bis siebenfach überbucht», sagt Bode.

Supercomputer berechnen Klimaveränderungen, Auswirkungen von Katastrophen wie Erdbeben oder Modelle zu den Bewegungen unter der Erdkruste. Sie können darstellen, was im Weltall nach dem Urknall geschah. Die Theorie über dunkle Materie und dunkle Energie im All ließ sich nur mit ihrer Hilfe untermauern.

Auch Gensequenzen oder hochkomplexe Protein-Strukturen werden erforscht, bedeutsam bei der Bekämpfung von Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson. Die Funktionsweise von Organen wie der Lunge kann minutiös nachempfunden werden - ein Schritt, um etwa Schädigungen bei der Beatmung schwerkranker Patienten zu vermeiden. In der Verkehrstechnik arbeiten Forscher und Hersteller zusammen, um leisere Flugzeugturbinen zu entwickeln. Und beim Auto wird laut Bode fast alles simuliert von der Spritreduktion bis zu Klimaanlagen, die bei den Insassen kein Zuggefühl aufkommen lassen.

Mit einer ungewöhnlichen Methode spart der neue Rechner viel Energie: SuperMUC wird mit rund 40 Grad warmem Wasser gekühlt. «Die Chips laufen noch korrekt bei 70 oder 80 Grad», sagt Bode. «Wegen der höheren Wärmekapazität führt Wasser die Wärme besser ab als Luft.» Während klassische Rechenzentren 50 bis 100 Prozent ihres Energiebedarfs zusätzlich für die Kühlung brauchen, sind es beim SuperMUC 10 bis maximal 20 Prozent zusätzlich. 850 000 Euro Energiekosten sollen so pro Jahr gespart werden.

Im Winter dient die Abwärme zum Heizen von Gebäuden. Im Sommer wird damit durch Verdampfen eines Kühlmittels Kälte erzeugt. Weiterer Zusatzeffekt: Der Rechner läuft ohne Lüfter viel leiser. Bode: «Es gibt Großrechner in der Welt, bei denen die Lüfter so laut sind, dass man die Rechnerräume ohne Ohrenschützer gar nicht mehr betreten kann.»

Rund 20 LRZ-Mitarbeiter betreuen den Rechner rund um die Uhr, die Personalkosten trägt Bayern. Die mehr als 130 Millionen Euro für den Rechner und die Gebäudeerweiterung teilen sich Bund und Land, inklusive Stromkosten für fünf bis sechs Jahre. Dann wird schon der nächste Rechner in Bau sein - wieder mit weit mehr Leistung.

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