Das Phänomen der Supercomputer
Mit dem Begriff Supercomputer werden Hochleistungsrechner belegt. Den Supercomputer gibt es nicht. Vielmehr handelt es sich um einen Supercomputer, wenn dieser zur Zeit seiner Einführung seine Arbeit im obersten erreichbaren Leistungsbereich vollbringt. Die Bauweise des Rechners spielt bei der Einstufung als Supercomputer keine Rolle. Trotzdem weist der Supercomputer einige Merkmale auf, die als typisch zu bezeichnen sind. So sind viele Prozessoren vorhanden, welche auf Peripheriegeräte und Hauptspeicher zugreifen können, die gemeinsam zur Verfügung stehen.
Parallelrechner
Supercomputer sind immer Parallelrechner. Das liegt daran, dass alle Prozessoren gleich schnell sein müssen, da bei auszuführenden Operationen diese auf mehrere Prozessoren verteilt werden. Das dient der Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit. Zur optimalen Nutzung ist eine genaue Programmierung der einzelnen Prozessoren, die zudem parallel arbeiten, unerlässlich. Die modernen Supercomputer sind entweder Skalarrechner oder Vektorrechner. Natürlich kommen Supercomputer nicht wahllos zum Einsatz. Die Herstellungskosten eines Supercomputers bewegen sich in der Regel im dreistelligen Millionenbereich. Aktuell ist ein Supercomputer geplant, der etwa 700 Millionen Euro kosten wird. Das ist nichts für zu Hause. Dort würde der Supercomputer auch aufgrund seiner Größe erhebliche Schwierigkeiten bereiten. Von ihren Ausmaßen her erinnern die Supercomputer eher an die ersten Computermodelle, die noch einen ganzen Raum für sich in Anspruch nahmen. Mit der Leistung derselben sind aber die heutigen Supercomputer auf keinen Fall vergleichbar.
Simulationen
Der Zweck des Einsatzes eines Supercomputers besteht zumeist in der Durchführung von Simulationen. Für diese werden immense Rechenleistungen benötigt. Durch ihre Leistungsfähigkeit können bei den Supercomputern Neben- und Rahmenbedingungen in die Simulation mit einbezogen werden. Die Supercomputer finden in vielen Bereichen ihren Absatz. So werden sie in der Biologie, der Chemie, der Physik, der Geologie, der Medizin, der Klima- und Wetterforschung und im militärischen Bereich eingesetzt. Bei den Auswirkungen des Klimawandels spielen die Supercomputer eine große Rolle. Weiterhin können Vulkanausbrüche und Erdbeben an Supercomputern simuliert werden. Selbst Atombombenversuche werden vermehrt an Supercomputern durchgeführt. Damit kann auf unterirdische Atombombenversuche immer öfter verzichtet werden.
Standorte
Weltweit ist eine große Anzahl an Supercomputern im Einsatz. Im Forschungszentrum von Jülich steht beispielsweise ein Supercomputer, der für Simulationen in der Astrophysik, der theoretischen Chemie, der Materialwissenschaften, der Elementarteilchenphysik und der Umweltforschung verwendet wird. Einen weiteren Supercomputer leistet sich das BMW Sauber F1 Team in der Schweiz. Mit ihm werden computergestützte Strömungssimulationen durchgeführt. Das Deutsche Klimarechenzentrum Hamburg besitzt auch einen Supercomputer ebenso wie die TU Dresden und die TU Darmstadt. Ferner setzt der Deutsche Wetterdienst auf einen Supercomputer.
Leistung
Einige wissenswerte Fakten zum Supercomputer sind nachfolgend aufgeführt. Um an die Leistungsfähigkeit des IBM Roadrunners heranzureichen, dem zurzeit zweitschnellsten Supercomputer der Welt, müssten etwa 6 Milliarden Menschen in jeder Sekunde und ohne Unterbrechung eine Rechnung absolvieren und bräuchten trotzdem 21 Jahre, um das zu erledigen, was der Roadrunner in einer Stunde schafft. Der Deep Blue 2 von IBM schafft es im Jahre 1997, einen Schachweltmeister im offiziellen Zweikampf zu schlagen. Im Jahre 2002 wird die Kreiszahl Pi von einem Hitachi SR8000, der an der Universität Tokio entwickelt wurde, auf 1,24 Billionen Stellen genau bestimmt. 2007 erreichte der Desktop Prozessor Core 2 Quad Q6600 von Intel die Leistung eines Supercomputers aus den früheren 1990er Jahren.
Foto: Rainer Grothues – Fotolia
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