Schnell, schneller, Supercomputer

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Die norditalienische Stadt Bologna hat einiges zu bieten. Sie ist die älteste Universität Europas und trägt den Beinamen la grassa, die Fette, was auf die gehaltvollen Nudelgerichte der Region zurückzuführen ist. Und nun wird in Bologna einer der weltweit schnellsten Computer gebaut.

Leonardo heißt er, ein Supercomputer, finanziert mit Geldern der Europäischen Union (EU) im Rahmen der Forschungsinitiative „High Perfomance Computing“. Das Ziel ist, Hochleistungsrechner auf europäischem Boden zu fördern.

Doch was sind eigentlich Supercomputer, und wer rechnet mit ihnen? Wissenschaftler zum Beispiel. Um in der Medizin oder Klimaforschung große Datenmengen auszuwerten oder komplexe Simulationen zu erstellen, benötigen diese immer mehr Rechenpower.

Leonardo, wie wird das Wetter?

Supercomputer sind im Grunde Computer, die besonders schnell und mit vielen Daten rechnen können, tausende Male schneller als herkömmliche Rechner. Dazu sind sie mit besonders vielen und besonders leistungsstarken Prozessoren ausgestattet. Leonardo wird auf eine Rechenleistung von insgesamt 250 Petaflops zurückgreifen.

Ein Petaflop entspricht einer Billiarde (eine Zahl mit 15 Nullen) Gleitkommaoperationen pro Sekunde. Der Begriff Gleitkommaoperationen pro Sekunde, englisch „Floating Point Operations Per Second“ (Flops), bezeichnet die Zahl der Rechenvorgänge, die ein Computer pro Sekunde ausführt. Je mehr Flops ein Computer schafft, desto schneller ist er. Der erste funktionsfähige Computer, Konrad Zuses Z3, brauchte im Jahr 1941 noch drei Sekunden für einen einfachen Rechenvorgang.

Wenn Leonardo 2021 in Betrieb geht, soll seine immense Rechenleistung dazu beitragen, das Wetter vorherzusagen, den Klimawandel zu simulieren und in der Medizin große Daten zu bewegen.

Welche Leistung ein Supercomputer erbringen und wofür er genutzt werden kann, erklärt das Forschungszentrum Jülich:

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Supercomputer in der Medizin

Einer der schnellsten Rechner in Deutschland rechnete bis vor zwei Jahren im Leibniz-Rechenzentrum in Garching bei München. Mit dem „SuperMUC“ gelang es Forscherinnen und Forschern, zu bestimmen, welches Brustkrebsmedikament bei welchen Patientinnen wirkt. Mittlerweile ist der SuperMUC im Ranking der Superschnellsten von „Hawk“ abgelöst worden, der in Stuttgart steht und unter anderem für die Industrie – Flugzeugbau zum Beispiel – rechnet.

Prognosen für Corona

Und auch aktuell in der Corona-Krise geht in Wissenschaft und Medizin nichts mehr ohne Supercomputer. In Tennessee, USA, analysierten Forscherinnen und Forscher mit dem Supercomputer „Summit“ riesige Datenbestände, um mögliche Therapieansätze auszuarbeiten. In Japan berechnete der superschnelle „Fugaku“, Rankings zufolge derzeit der schnellste Supercomputer weltweit, welche Rolle Aerosole bei der Verbreitung des Corona-Virus haben.

In Deutschland stellte mit Beginn der Corona-Pandemie das Forschungszentrum Jülich Kapazitäten seiner diversen Supercomputer bereit, um die Corona-Forschung zu unterstützen. Seit September liefert das Forschungszentrum auch Prognosen dazu, wie sich die Pandemie in den nächsten fünf Tagen entwickelt.

(Text: Kirsten Wohlfahrt)