Supercomputer sind die großen Propheten unserer Zeit. Sie prophezeien wie Ozeane strömen, Wolken entstehen, wie sich Galaxien formieren und akustische Wellen fortbewegen. Dass sich in der Branche sehr viel bewegt, zeigte sich auf der diesjährigen NEC User Group an der renommierten Tohoku-Universität, Japan. Dort versammelte sich vom 19. bis 22. April 2009 die Crème de la Crème aus internationaler Forschung und Industrie, um über die Zukunft der Supercomputer zu beraten und technologische Weichen zu stellen. Im Fokus stand die globale Klima- und Geoforschung, aber auch Simulationen im Bereich Laserplasmaphysik, Schalltechnik, Antrieb und Verbrennung. Diskutiert wurde außerdem, inwieweit Hybrid-Supercomputern die Zukunft gehört und welche Potenziale sich dabei für gekoppelte Simulationen wie aeroakustische Simulationen oder Fluid-Struktur-Interaktionen ergeben. Dass Japan neben den USA seit Jahren die technologische Spitze auf dem Gebiet Supercomputing hält, demonstrierten die Forscher an Hand von eindrucksvollen Anwendungsszenarien. Die jährliche NEC User Group gilt als eines der renommiertesten Events der Branche.
Japan hält Spitzenposition bei Klimaforschung
Supercomputer sind längst zum dritten Standbein der naturwissenschaftlichen Forschung avanciert – neben Theorie und Experiment. Der Bedarf an Computerrechenzeit wird in den nächsten fünf Jahren um mehr als den Faktor 1000 steigen. Zu den prominentesten Forschungsfeldern für Supercomputer zählt die globale Klimaforschung. Hier steht Japan mit Forschungsinstitutionen wie dem Erdsimulator und dem Hersteller NEC an der Weltspitze. Nicht umsonst lag deshalb ein besonderer Fokus der diesjährigen Diskussionen auf neuesten Entwicklungen am japanischen Forschungsprojekt Riken, wo in Kooperation mit den Branchenführern NEC, Fujitsu Siemens und Hitachi der schnellste Computer der Welt bis 2011 entwickelt werden soll.
Klimasimulationen bauen auf Vektortechnologie
Durch die zunehmend höhere räumliche Auflösung der Simulationsmodelle in der Klima- und Wetterforschung müssen immer größere Datenmengen bewältigt werden. Hier erreicht die Vektor-Architektur der NEC Supercomputer ein weltweit einzigartiges Verhältnis aus Prozessorleistung und extrem leistungsfähigem Zugriff auf den Hauptspeicher, eine Eigenschaft, die vor allem Modellen zur Simulation der Atmosphäre und der Ozeane zugute kommt.
Der Erfolg der Vektortechnologie im meteorologischen Umfeld wurde u.a. am Beispiel des Erdsimulators demonstriert, der von dem renommierten japanischen Forschungszentrum Jamstec (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology) betrieben wird. Die NEC SX-Rechenknoten bei Jamstec haben in diesem Jahr erstmalig eine globale Klimarechnung mit einer räumlichen Auflösung von 1,9 km durchgeführt, was als Meilenstein in der Geschichte der computergestützten atmosphärischen Simulation gilt. Aber auch die europäischen Wetterdienste in Deutschland, Österreich, Frankreich, Großbritannien oder der tschechischen Republik sowie meteorologische Forschungszentren wie das italienische Klimaforschungszentrum in Lecce oder das Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven führen ihre Simulationen mithilfe der Vektortechnologie von NEC durch.
„NEC leistet seit Jahren einen entscheidenden Beitrag zur weltweiten Simulationsforschung“, so Dr. Thomas Schoenemeyer, Leiter HPC Presales bei der NEC Deutschland GmbH. „Das Thema Klima liegt uns dabei besonders am Herzen und der Erfolg unserer Technologie auf diesem Gebiet verpflichtet uns zu einem ganz besonderen Engagement innerhalb dieser Forschungsszene.“
Hybrid-Supercomputer im Kommen
Ein weiterer thematischer Schwerpunkt der diesjährigen NEC-Konferenz lag auf dem Thema Hybrid Supercomputing. Hybrid-Supercomputer stehen derzeit im Fokus der Computerforschung. Um die Potenziale dieser hybriden Systeme für gekoppelte Simulationen wie aeroakustische Simulationen, Fluid-Struktur-Interaktionen und Fluidpartikel-Simulationen zu evaluieren, kooperiert das Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) gemeinsam mit NEC bei der Realisierung einer speziellen Hybrid-Testumgebung. Es verwendet dabei sowohl eine Vektor- als auch eine Skalararchitektur, um die Leistung des Hybridsystems mit der Leistung reiner Vektor- bzw. Skalararchitekturen zu vergleichen. Gekoppelte Simulationen, etwa bei der Erdsystemforschung oder in der Biotechnologie, gelten als der nächste Quantensprung in der Geschichte der HPC-Forschung. Zu ihrer Realisierung sind hybride Supercomputer zurzeit das Trend-Thema Nummer eins.
Japan hält Spitzenposition bei Klimaforschung
Supercomputer sind längst zum dritten Standbein der naturwissenschaftlichen Forschung avanciert – neben Theorie und Experiment. Der Bedarf an Computerrechenzeit wird in den nächsten fünf Jahren um mehr als den Faktor 1000 steigen. Zu den prominentesten Forschungsfeldern für Supercomputer zählt die globale Klimaforschung. Hier steht Japan mit Forschungsinstitutionen wie dem Erdsimulator und dem Hersteller NEC an der Weltspitze. Nicht umsonst lag deshalb ein besonderer Fokus der diesjährigen Diskussionen auf neuesten Entwicklungen am japanischen Forschungsprojekt Riken, wo in Kooperation mit den Branchenführern NEC, Fujitsu Siemens und Hitachi der schnellste Computer der Welt bis 2011 entwickelt werden soll.
Klimasimulationen bauen auf Vektortechnologie
Durch die zunehmend höhere räumliche Auflösung der Simulationsmodelle in der Klima- und Wetterforschung müssen immer größere Datenmengen bewältigt werden. Hier erreicht die Vektor-Architektur der NEC Supercomputer ein weltweit einzigartiges Verhältnis aus Prozessorleistung und extrem leistungsfähigem Zugriff auf den Hauptspeicher, eine Eigenschaft, die vor allem Modellen zur Simulation der Atmosphäre und der Ozeane zugute kommt.
Der Erfolg der Vektortechnologie im meteorologischen Umfeld wurde u.a. am Beispiel des Erdsimulators demonstriert, der von dem renommierten japanischen Forschungszentrum Jamstec (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology) betrieben wird. Die NEC SX-Rechenknoten bei Jamstec haben in diesem Jahr erstmalig eine globale Klimarechnung mit einer räumlichen Auflösung von 1,9 km durchgeführt, was als Meilenstein in der Geschichte der computergestützten atmosphärischen Simulation gilt. Aber auch die europäischen Wetterdienste in Deutschland, Österreich, Frankreich, Großbritannien oder der tschechischen Republik sowie meteorologische Forschungszentren wie das italienische Klimaforschungszentrum in Lecce oder das Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven führen ihre Simulationen mithilfe der Vektortechnologie von NEC durch.
„NEC leistet seit Jahren einen entscheidenden Beitrag zur weltweiten Simulationsforschung“, so Dr. Thomas Schoenemeyer, Leiter HPC Presales bei der NEC Deutschland GmbH. „Das Thema Klima liegt uns dabei besonders am Herzen und der Erfolg unserer Technologie auf diesem Gebiet verpflichtet uns zu einem ganz besonderen Engagement innerhalb dieser Forschungsszene.“
Hybrid-Supercomputer im Kommen
Ein weiterer thematischer Schwerpunkt der diesjährigen NEC-Konferenz lag auf dem Thema Hybrid Supercomputing. Hybrid-Supercomputer stehen derzeit im Fokus der Computerforschung. Um die Potenziale dieser hybriden Systeme für gekoppelte Simulationen wie aeroakustische Simulationen, Fluid-Struktur-Interaktionen und Fluidpartikel-Simulationen zu evaluieren, kooperiert das Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) gemeinsam mit NEC bei der Realisierung einer speziellen Hybrid-Testumgebung. Es verwendet dabei sowohl eine Vektor- als auch eine Skalararchitektur, um die Leistung des Hybridsystems mit der Leistung reiner Vektor- bzw. Skalararchitekturen zu vergleichen. Gekoppelte Simulationen, etwa bei der Erdsystemforschung oder in der Biotechnologie, gelten als der nächste Quantensprung in der Geschichte der HPC-Forschung. Zu ihrer Realisierung sind hybride Supercomputer zurzeit das Trend-Thema Nummer eins.
