Wissenschaft für jedermann
In Zusammenarbeit mit der Fakultät für Informatik der Technischen Universität München
Prof. Dr. Arndt Bode
Institut für Informatik der Technische Universität München

Je genauer die Modelle dabei der Realität angenähert werden können, desto aussagekräftiger sind die Ergebnisse im Hinblick auf neue Erkenntnisse. Je feiner die Modelle sind, desto höher sind die Anforderungen an die Rechnersysteme, auf denen die Modelle simuliert werden. Das liegt daran, dass die zu modellierende Realität meist durch viele einzelne Punkte dargestellt (»diskretisiert«) wird, deren Verhalten in möglichst feinen Zeitschritten unter Berücksichtigung der Umgebung berechnet wird. Für eine sehr genaue Modellierung müssen viele Millionen Einzelpunkte über viele Millionen Einzelschritte in ihrem Verhalten berechnet werden, wobei jeder Berechnungsschritt für jeden Punkt wieder aus einer großen Anzahl von Einzelanweisungen an den Rechner besteht.

Aktuelle Supercomputer wie der SuperMUC im Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften sind in der Lage, einige 10 hoch 15 Befehle pro Sekunde (das sind Millionen Milliarden Befehle pro Sekunde) auszuführen. Da für viele Anwendungen auch diese Leistung noch nicht ausreichend ist, sollen in den kommenden fünf Jahren Supercomputer entwickelt werden, die diese Leistung noch einmal um einen Faktor Tausend übersteigen. Der Vortrag erläutert den technischen Aufbau und die Programmierung solcher Rechner, die vor allem durch ein hohes Maß an Parallelität gekennzeichnet sind. Er zeigt auch auf, welche Anstrengungen unternommen werden, um den sehr hohen Stromverbrauch der Rechner aus technischen und ökologischen Gründen zu minimieren. Einige Beispiele erläutern, wie Wissenschaftler mit den Supercomputern im Leibniz-Rechenzentrum wesentliche neue Erkenntnisse gewinnen konnten.