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kitDer neue Hochleistungsrechner des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) zählt zu den fünfzehn schnellsten Rechnern in Europa. Auf der zweimal im Jahr erscheinenden Top-500-Liste der schnellsten Rechner der Welt belegt der Hochleistungsrechner Karlsruhe (HoreKa) Rang 53. Bei der Energieeffizienz landet er im internationalen Superrechner-Ranking sogar auf Platz 13.

Supercomputer des KIT einer der 15 schnellsten in Europa
Der neue Supercomputer des KIT „HoreKa“ belegt international Spitzenplätze bei Geschwindigkeit und Energieeffizienz (Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT)

„Hochleistungsrechner tragen in der Wissenschaft entscheidend dazu bei, schnelle Lösungen für unsere drängendsten Herausforderungen zu finden: Das gilt für in der Energie- und Klimaforschung genauso wie für die Forschung für die nachhaltige Mobilität, aber auch für die Materialwissenschaften und die Medizin“, sagt der Präsident des KIT, Professor Holger Hanselka. „Die herausragende Platzierung von HoreKa in der aktuellen Top-500-Liste zeigt eindrucksvoll, dass wir am KIT mit einem der leistungsstärksten und zugleich energieeffizientesten Superrechner Europas für diese Aufgaben sehr gut aufgestellt sind.“

„Nur ein Rechner, der es auf diese Liste schafft, gilt als echter Supercomputer“, erklärt Dr. Jennifer Buchmüller, Leiterin des Bereichs High Performance Computing am Steinbuch Centre for Computing (SCC) des KIT. „Um HoreKa auf der Liste platzieren zu können, musste die Rechenleistung mit einer speziellen Benchmark-Anwendung – dem sogenannten High Performance LINPACK – vermessen werden“, so Buchmüller. Dabei lösen die Recheneinheiten ein fest definiertes Gleichungssystem, aus der dafür benötigen Zeit ergibt sich dann die Leistung.

Das Besondere: HoreKa ist ein Hybridsystem und besteht aus zwei Komponenten. „HoreKa-Green“ umfasst den Bereich mit den auf Grafikprozessoren (GPUs) basierenden Rechenbeschleunigern, „Horeka-Blue“ den Bereich mit handelsüblichen Standardprozessoren (CPUs). Die Beschleunigerprozessoren von NVIDIA erreichen bei bestimmten für die Wissenschaft sehr wichtigen Rechenoperationen, etwa dem Lösen von Gleichungssystemen oder der Simulation von Neuronalen Netzen in der Künstlichen Intelligenz, eine extrem hohe Leistung. Für andere Operationen sind hingegen die Standardprozessoren von Intel deutlich besser geeignet. „Die Stärken beider Architekturen werden geschickt kombiniert und so ein Maximum an Leistungsfähigkeit erreicht“, sagt Buchmüller.

Das System taucht daher gleich zwei Mal in der Juni-Ausgabe der Top500-Liste auf, einmal mit acht PetaFLOPS auf Platz 53 und ein zweites Mal mit 2,33 PetaFLOPS auf Platz 220. Ein PetaFLOP entspricht dabei einer Leistung von einer Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde, vergleichbar mit der Leistung von etwa 8.000 Laptops. Insgesamt kann HoreKa sogar eine Spitzenleistung von 17 PetaFLOPS erbringen, was folglich etwa der Leistung von rund 150.000 Laptops entspricht und eine noch höhere Platzierung bedeuten würde. „Allerdings ist die Wertung von Hybridsystemen wie HoreKa durch die der Top500-Liste zugrunde liegende Benchmark-Anwendung nicht vorgesehen“, sagt Buchmüller.

Schnelle Rechner aus Wissenschaft nicht mehr wegzudenken

„Je schneller Hochleistungsrechner mathematische Gleichungen lösen und Daten verarbeiten, desto detailreicher und zuverlässiger werden die Simulationen, die damit betrachtet werden können“, erläutert Buchmüller. „In vielen wissenschaftlichen Fachbereichen wie den Erdsystem- und Klimawissenschaften, der Materialforschung, der Teilchenphysik und dem Ingenieurwesen sind Supercomputer folglich nicht mehr aus dem Alltag der Forschenden wegzudenken.“

Auch bei Energieeffizienz Weltklasse

Supercomputer benötigen zwar viel Energie, diese wird aber sehr viel effizienter als bei herkömmlichen PCs und Laptops eingesetzt. HoreKa ist auch bei der Energieeffizienz top und steht derzeit auf Platz 13 der „Green500“-Liste der energieeffizientesten Supercomputer weltweit. „Die sehr energieeffiziente Heißwasser-Kühlung des Rechnergebäudes erlaubt es uns, den Rechner ganzjährig mit minimalem Energieeinsatz zu kühlen. In den kälteren Jahreszeiten können auch die Büroräume mit der Abwärme beheizt werden.“

Offizielle Einweihung im Juli

Die offizielle Einweihungsfeier mit der Übergabe an die Wissenschaft ist am Freitag, 30. Juli. Einladung zum Presse-Event folgt separat.

Zur Top500-Liste: https://top500.org

Weitere Informationen: https://www.scc.kit.edu/dienste/horeka

(Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation - Gesamtkommunikation / Karlsruher Institut für Technologie)

 

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