Supercomputing-Rekord: 1,5 Mio. Cores im Takt

Rot, Blau, Muster, Schall-Simulation Bildquelle: Stanford University
Forscher an der Stanford University in den USA haben einen neuen Rekord beim Supercomputing aufgestellt: Erstmals ließen sie weit über eine Million Prozessor-Kerne parallel an einer Aufgabe arbeiten. Die Hardware, mit der sie dabei arbeiteten, ist ein Bluegene/Q-System von IBM namens "Sequoia", das vor einiger Zeit an den Lawrence Livermore National Laboratories in Betrieb ging. In diesem stehen zusammengenommen 1,572 Millionen einzelne Cores für Berechnungen zur Verfügung. Diesen stehen 1,6 Petabyte Arbeitsspeicher zur Seite, die adressiert werden können. Schall-Simulation am SequoiaSupercomputer Sequoia Die Aufgabe, an der die Wissenschaftler dabei arbeiteten, war eine Simulation der Ausbreitung von Schallwellen hinter einem Überschall-Flugzeug. Solche Berechnungen galten bisher als kaum zu realisieren, weil das dynamische Verhalten der Wellen in fluiden Umgebungen äußerst komplex abzubilden ist.

Erstmals konnte eine solche Aufgabe nun aber mit einer sehr hohen Detail-Stufe absolviert werden. Dies soll nun die Grundlage für verbesserte Simulationen dieser Art bilden, die letztlich dazu beitragen sollen, leisere Flugzeuge zu konstruieren. Vor allem beim Start und bei Landungen, wo mit die höchsten vom Menschen geschaffenen Geräuschpegel auftreten, ist dies von Bedeutung. So ließen sich durch leisere Maschinen beispielsweise Lärmbelastungen in den Regionen um Flughäfen und entsprechend die teuren Maßnahmen für den Schallschutz bei den Anwohnern deutlich reduzieren. Schall-Simulation am SequoiaVisualisierung des Schalls hinter einem Jet-Triebwerk Um entsprechende Simulationen aber durchführen zu können, benötigt man nicht nur zahlreiche Rechenkerne, die zusammen auf eine hohe Leistung kommen. Diese müssen bei ihren Berechnungen, der Speichernutzung und der Kommunikation untereinander auch noch sehr fein aufeinander abgestimmt sein.

Denn wenn es darum geht, dass hunderttausende oder gar Millionen Cores parallel an einer Aufgabe arbeiten sollen, genügen kleine Ungenauigkeiten, die beim herkömmlichen kaum auffallen, um letztlich das ganze System massiv auszubremsen. Über mehrere Wochen hinweg arbeiteten die Entwickler daher daran, selbst kleinste Ungenauigkeiten im Programm-Code auszumerzen. Jetzt konnten daraufhin die ersten Simulationen durchgeführt werden, die alle Erwartungen hinsichtlich der Performance, die aus einem Supercomputer wie dem Sequoia gestellt wurden, erfüllten. Rot, Blau, Muster, Schall-Simulation Rot, Blau, Muster, Schall-Simulation Stanford University
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