Der 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 52. Bei der Energieeffizienz landet er im internationalen Superrechner-Ranking sogar auf Platz 13.
„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 52 und ein zweites Mal mit 2,33 PetaFLOPS auf Platz 119. 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: top500.org
Weitere Informationen: www.scc.kit.edu/dienste/horeka
Details zum KIT Center Information · Systems · Technologies (KCIST): https://www.kcist.kit.edu/deutsch/
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.
