Supercomputer in der Anwendung

Einsatzgebiete für Supercomputer

Simulationen auf Supercomputern sind zu einem dritten Standbein neben Theorie und Experiment in Forschung und Entwicklung geworden. Damit lassen sich Resultate erzielen, die ohne den Einsatz der Großrechner unerreichbar wären. Zudem können sie die Kosten erheblich senken.

Das Höchstleistungsrechnen auf Supercomputern ist zu einer entscheidenden Schlüsseltechnologie im 21. Jahrhundert geworden. Wissenschaft und Wirtschaft nutzen Höchstleistungsrechner für Simulationen, Datenauswertungen, effiziente Produktionsprozesse und verlässliche Prognosen. Dabei reichen die Einsatzgebiete der Computersimulationen von Physik und Chemie über Klimaforschung hin zu Lebenswissenschaften und Engineering. Superrechner haben technologische Fertigungsverfahren und Abläufe revolutioniert und sind ein Motor der Innovation in Industrie und Finanzwesen.

Europa hat neben den USA und Japan im Einsatz von Supercomputern bislang eine Führungsposition eingenommen. Allerdings bauen die USA und Japan die Leistungsfähigkeit und den Einsatz von Superrechnern zurzeit massiv aus. Dies geschieht in dem Bewusstsein, dass Supercomputing ein entscheidender Faktor für nationale Erfolge auf wissenschaftlichem und wirtschaftlichem Gebiet ist.

Hot Spots: Die Top100-Supercomputer ballen sich in wenigen Regionen. (Quelle: TOP500.org)
Hot Spots: Die Top100-Supercomputer ballen sich in wenigen Regionen. (Quelle: TOP500.org)

Ziel ist die Steigerung der „Sustained Performance“, also der Rechenleistung, die ein Supercomputer bei einer konkreten Anwendung real erreicht, um einen Faktor 100 bis 1000 in den nächsten vier Jahren. Hierdurch sollen Grand-Challenge-Probleme in Angriff genommen werden, die mit heutigen Systemen nicht lösbar sind.

Höchsten Rechenzeitbedarf auf Supercomputern haben vor allem die Felder Klima- und Erdsystemforschung, Geophysik, Nanostrukturphysik, Festkörperphysik, Hydrodynamik, Astrophysik, Elementarteilchenphysik, Physik der Hadronen und Kerne, Materialwissenschaften, theoretische Chemie, Biophysik, Bioinformatik sowie die Plasmaphysik. Im Folgenden finden Sie einige aktuelle Forschungsergebnisse aus diesen Feldern, die nur durch den Einsatz von Hochleistungsrechnern möglich waren.