Der neue Supercomputer des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ist nicht nur superschnell, sondern auch supersparsam: Beim Deutschen Rechenzentrumspreis 2017 belegte der im vergangenen Jahr in Betrieb gegangene Forschungshochleistungsrechner ForHLR II nun den ersten Platz in der Kategorie „Neu gebaute energie- und ressourceneffiziente Rechenzentren“. Mit mehr als 24.000 Rechenkernen verfügt er im neu gebauten Rechenzentrum über ein besonders energiesparendes Kühlsystem. Er kostete 26 Millionen Euro.
Federführend gefördert hat das 26-Millionen-Projekt das Land Baden-Württemberg gemeinsam mit dem Bund. Die Hälfte der bereitgestellten Mittel kam aus dem Landeshaushalt: „ForHLR II spielt eine wichtige Rolle in unserer Landesstrategie für das Höchstleistungsrechnen. Dass der Rechner auch ein Öko ist, freut uns natürlich umso mehr. Das ist ein weiterer Beleg dafür, dass Leistung und Ressourceneffizienz Hand in Hand gehen können“, sagt Baden-Württembergs Wissenschaftsministerin Theresia Bauer.
„Wer in der internationalen Spitzenforschung ganz vorne mit dabei sein will, braucht höchste Rechenleistung und Speicherkapazität“, sagt der Präsident des KIT, Professor Holger Hanselka. „Dass hohe Rechenkapazität und neueste Visualisierungstechnik für modernste Simulationsmethoden dabei mit enorm niedrigem Energieverbrauch einhergehen, folgt der Strategie des KIT und ist Ausdruck unserer Stärke in den gesellschaftlich relevanten Bedarfsfeldern.“
„Ohne die Unterstützung aus dem Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst und auch durch die Ministerin selbst, wäre es nicht in dieser Form möglich gewesen, die Energieeffizienz zu einem besonderen Schwerpunkt des Projektes zu machen“, sagt Professor Bernhard Neumair, Direktor des Steinbuch Centre for Computing (SCC). So aber füge sich der Betrieb des Hochleistungsrechners perfekt in das auf Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung basierende Gesamtkonzept für die Energie-Versorgung des KIT.
Wissenschaft erzeugt heute stark wachsende Datenmengen, die nicht nur verarbeitet und gespeichert, sondern auch visualisiert werden müssen. Mit dem ForHLR II steht Forschern aus ganz Deutschland ein Petaflop-System mit mehr als 1.170 Knoten, über 24.000 Rechenkernen und 74 Terabyte Hauptspeicher zur Verfügung. Ein Petaflop entspricht einer Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde. Damit ist der ForHLR II noch zweieinhalb Mal leistungsstärker als der ForHLR I, der seit 2014 am KIT in Betrieb ist.
Das neue Rechenzentrumsgebäude verfügt durch eine Warmwasserkühlung mit bis zu 45 Grad über neueste Kühltechnologie für einen besonders energieeffizienten Betrieb: Diese nutzt in der kalten Jahreszeit die Abwärme des Systems zur Heizung der Bürogebäude und sorgt ganzjährig für eine zuverlässige Kühlung aller heißen Systemkomponenten. Damit kommt das System praktisch ohne energieintensive zusätzliche Kältemaschinen aus. Für diejenigen Komponenten, die noch eine klassische Kaltluftkühlung benötigen, wird das im Aufbau befindliche Fernkältenetz am Campus Nord des KIT über eine Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung eine noch wirtschaftlichere und umweltfreundlichere Lösung bieten.
Die Konzeption eines umweltschonenden Kühlsystems sei in einer der wärmsten Gegenden Deutschlands eine besondere Herausforderung gewesen, sagt Professor Rudolf Lohner vom SCC, der das Projekt vom Start bis zur Verwirklichung begleitete und in der Endphase koordinierte. Sogenannte Nassrückkühler, bei denen Wasser auf der Oberfläche von Kühlkörpern verdunstet und so deren Inhalt kühlt, kamen laut Lohner wegen des hohen Wartungsaufwandes bei Pollenflug und der Anfälligkeit für Besiedelung durch Bakterien nicht infrage. „Also mussten wir auf Trockenrückkühler zurückgreifen.“ Deren geringere Kühlleistung habe durch eine besondere Größe der Konstruktion kompensiert werden können.
Ausgezeichnete Energieeffizienz: Projektkoordinator Rudolf Lohner nimmt den Rechenzentrumspreis entgegen. (Foto: Marconing)
Viele Fragestellungen, die bei Planung und Bau eines so komplexen Projekts wie des Rechenzentrums auftreten, haben nur Dank sehr enger Zusammenarbeit mit den Partnern und Abteilungen innerhalb des KIT bewältigt werden können, betont Lohner. „Die höchste Auszeichnung für dieses gelungene Vorhaben durch ein bundesweites Fachgremium ist ein Beweis für das erfolgreiche Zusammenwachsen des KIT und die dadurch entstandenen Synergien“, findet er.
Der Deutsche Rechenzentrumspreis wird alljährlich während Deutschlands größtem Rechenzentrums-Kongress future thinking verliehen, der in diesem Jahr am 25. und 26. April in Darmstadt stattgefunden hat.
Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 10 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 800 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.