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FAU aktuell

Forscher rechnen viermal schneller

FAU erhält neuen Supercomputer für wissenschaftliche Simulationen

Wenn die Werkstoffwissenschaftler um Prof. Dr. Erik Bitzek von der FAU herausfinden wollen, was auf atomarer Ebene passiert, wenn Werkstoffe versagen, dann simulieren sie dies mit Hilfe komplexer Computerprogramme. Das lässt sich allerdings nicht an einem einfachen PC bewerkstelligen. Die Forscher nutzen mächtige Supercomputer im Rechenzentrum der FAU. Schon bald werden die Wissenschaftler dort noch schneller rechnen können.

Voraussichtlich schon im November wird am Regionalen Rechenzentrum Erlangen (RRZE) der FAU ein neues Rechnersystem installiert, das rund 200 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde ausführen kann und die Rechenleistung am RRZE vervierfacht. „Die neue Ressource rundet das Angebot der Bundesrechner in Garching, Stuttgart oder Jülich ab und eröffnet unseren Wissenschaftlern auf diese Weise Möglichkeiten, die FAU-Aktivitäten in sich rasant weiterentwickelnden Forschungsgebieten vor Ort weiter auszubauen“, sagt Dr. Gerhard Hergenröder, Technischer Direktor des RRZE.

Vor allem in den Natur- und Technikwissenschaften – in Fachgebieten, wo es zu aufwändig und teuer, manchmal zu gefährlich oder aus anderen Gründen unmöglich ist, bestimmte Experimente direkt durchzuführen – nutzen Wissenschaftler das so genannte High Performance Computing, an der FAU zum Beispiel in den Materialwissenschaften und in anderen Ingenieurwissenschaften, aber auch in der Physik, den Life Sciences, der theoretischen Chemie, der angewandten Mathematik und der Informatik. „Modellierung und Simulation“ ist einer der Wissenschaftsschwerpunkte der Technischen Fakultät. Dort haben die Forscher ihre Kompetenzen im Zentralinstitut für Scientific Computing gebündelt.

Werkstoffwissenschaftler der FAU untersuchen zum Beispiel, wie sich die einzelnen Atome in einem Kupferdraht verhalten, der gebogen, gezogen und gestaucht wird. Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Erdmann Spiecker experimentiert dazu am hochauflösenden Transmissionselektronenmikroskop Titan3. Prof. Dr. Erik Bitzek und sein Team nutzen die Supercomputer am RRZE, um solche Experimente Atom für Atom zu simulieren. Erst die direkte Kombination von Experiment und Simulation erlaube es, genau nachzuvollziehen was in Milliardstel Sekunden zwischen den Atomen passiert, wenn sich ein Nanometer dicker Draht verformt, erläutert Bitzek. Ein Run – der Durchlauf einer Simulation – erzeuge dann schon mal 500 Gigabyte an Daten, erklärt er, genug um eine durchschnittliche PC-Festplatte zu füllen.

„Bisher mussten wir manchmal einige Tage warten, bis die aufwändigen Simulationsläufe mit mehreren Millionen Atomen auch tatsächlich gerechnet werden konnten, weil die Nachfrage an der FAU so groß ist“, sagt der Forscher. „Der neue Höchstleistungscomputer wird die Warteschlange jetzt deutlich verkürzen.“ Direkten Zugang zu einem leistungsfähigen Rechner vor Ort zu haben ist für die Wissenschaftler an der FAU ein klarer Standortvorteil: „Da kann man so auch schnell mal etwas ausprobieren, ohne ein aufwändiges Antragsverfahren wie bei den Bundesrechenzentren durchlaufen zu müssen“, sagt Erik Bitzek.

Der neue Supercomputer basiert auf den Server-Mikroprozessoren der Firma Intel vom Typ „Ivy Bridge“ und bezieht seine Leistung aus 10.880 Rechenkernen, die auf 544 Rechenknoten verteilt sind. Diese Knoten sind über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk miteinander gekoppelt, was einen effizienten Einsatz für hochkomplexe Simulationsaufgaben erst möglich macht. Der Auftrag für das 2,5 Millionen Euro teure System ging an die Firma NEC Deutschland GmbH, die in den kommenden Wochen zwölf Rechnerschränke mit modernster Hardware aufstellen wird. Parallel dazu investiert die Universität in die Kälteversorgung des Gebäudes, um den Rechnerraum für die Installation der neuen Anlage fit zu machen.

Das Regionale Rechenzentrum

Seit Jahrzehnten sorgt das RRZE als der IT-Dienstleister für eine funktionierende IT-Infrastruktur an der FAU. Es unterstützt im Rahmen des Regionalkonzepts weitere Hochschulen und Universitäten in der Umgebung. Als Schnittstelle zwischen Forschung und Technik begreift sich das RRZE als Zentrum computertechnologischer Kompetenz in der Hochschullandschaft Nordbayerns und als Partner der Wissenschaft. Die wissenschaftlichen Arbeiten der High Performance Computing-Gruppe sowie der Professur für Höchstleistungsrechnen haben international hohes Renommee.

Weitere Informationen:

RRZE
Katja Augustin
Tel.: 09131/85-28135
katja.augustin@fau.de

Prof. Dr.-Ing. Erik Bitzek
Tel.: 09131/85-27507
erik.bitzek@ww.uni-erlangen.de

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