Die Investitionen in den Schweizer Supercomputer lohnen sich

Schweiz behauptet Medaillen-Rang im weltweiten Kampf der Supercomputer.

Der Zugang zu einem Supercomputer mit Mammutrechenleistung ist heute für Forscher und Entwickler von essentieller Bedeutung. Je schneller das System rechnen kann, desto schneller lassen sich immer komplexere Fragestellungen mit Millionen von Einzeloperationen lösen. Kein Wunder, liefern sich die grossen Nationen einen Wettlauf um immer mehr Rechenpower. Ganz vorne dabei: -Die kleine Schweiz.

Die neuen Supercomputer sind in der Lage, in Echtzeit unvorstellbare Datenmengen zu verarbeiten. Sie können helfen, wichtige Aufgaben für die Zukunft zu lösen: Etwa die Strom- und Wasserversorgung effizienter zu machen oder die Vorhersage von Wirbelstürmen, Erbeben und Klimaveränderungen zu verbessern. In der Medizin helfen Supercomputer bereits heute, schneller Diagnosen zu stellen und die Wirkung neuer Arzneimittel zu simulieren.

Aus genau aus diesen Überlegungen will Japan einen der ehemals weltweit führenden Supercomputer durch einen neueren und noch leistungsfähigeren ersetzen – und ist bereit, dafür zu investieren. Das Nationale Institut für Quanten- und Radiologie-Wissenschaft und -Technologie hat Mitte März einen Cray-XC50-Supercomputer auserwählt, um seine Mission zur Förderung der Kernfusionsforschung und -entwicklung zu unterstützen.

Es wird erwartet, dass der neue Rechner mehr als vier Petaflops Spitzenleistung liefert. So wird die Kapazität der Maschine, die es ersetzt, mehr als verdoppelt. Zur Erinnerung: Mit Petaflops wird die Leistungsfähigkeit solcher Systeme gemessen. Der Wert setzt sich aus Parametern der Systemarchitektur zusammen. Der ältere Supercomputer, bekannt als Helios, wurde letztes Jahr in Erwartung seines Nachfolgers stillgelegt. Im Jahr 2012 gehörte er noch in den Kreis der 12. leistungsstärkste Supercomputer der Welt. Ein Beleg dafür, wie schnell Supercomputer von neueren Modell übertroffen werden.

Auch in Europa ist man nicht untätig: Erst im Januar beschloss die EU neue Investitionen für neue Superrechner. Rund eine Milliarde Euro will die EU-Kommission für den Aufbau einer eigenen Infrastruktur von Supercomputern aufwerfen. Diese soll spätestens 2023 in der Lage in Betrieb sein. Um die Zeit bis dahin zu überbrücken, sieht der Plan der EU sogar den Ankauf von zwei etwas langsameren Supercomputern vor.

Nach Meinung der Europäischen Kommission sind die Mitgliedstaaten derzeit viel zu sehr auf die Rechenleistung von Supercomputern angewiesen, die ausserhalb der EU stehen. Vizekommissionspräsident Andrus Ansip verwies in diesem Zusammenhang darauf, dass von den derzeit zehn besten Supercomputern der Welt kein einziger in einem EU-Land stehe. «Die EU muss in diesem harten Rennen aufholen», forderte er. Supercomputer seien «der Motor der digitalen Wirtschaft».

Und die Schweiz? Sie beherbergt den einzigen Supercomputer in Europa, der zu den 10 schnellsten weltweit gehört. Die Eidgenossenschaft behauptet sich somit als einziger Kleinstaat unter den ganz Grossen. Denn in der Top-10 finden sich sonst nur Systeme, die in China, den USA oder Japan stehen.

Die Investitionen in die Aufrüstung des Piz Daint haben sich somit ausgezahlt. Die Organisation Top-500-List beurteilt regelmässig die Geschwindigkeit der Supercomputer weltweit und datiert die Rangliste zweimal jährlich auf. Dort heisst es zur Schweiz: «Der Piz Daint, ein Cray XC50-System, das im Schweizerischen Supercomputing Center (CSCS) in Lugano, Schweiz, installiert wurde, behauptet mit 19.59 Petaflops seine Position als Nummer drei und bestätigt damit seinen Status als leistungsstärkster Supercomputer in Europa.» Mit der Aufrüstung im vergangenen Jahr habe sich die Leistung massiv verbessert. Diese lag zuvor bei 9,77 Petaflops.

Wie die Rechenleistungen der Supercomputer weltweit verteilt sind, geht ebenfalls aus der Top-500-List hervor: Gemäss der aktuellsten Liste der Welt hat China die USA in der Gesamtzahl der rangierten Systeme mit 202 gegenüber 143 Supercomputern überholt. Es ist die grösste Zahl von Supercomputern, die China je in der TOP500-Rangliste hatte. Und: Die US-Präsenz ist auf den niedrigsten Stand geschrumpft, seit die Macher mit der Liste vor 25 Jahren begannen.

Noch im Juni 2017 Jahr führten die USA mit 169 Systemen, vor China mit 160 Systemen. Trotz des zweiten Platz, geben die 143 Systeme, die von den USA betrieben werden, den Amerikanern einen unangefochtenen zweiten Platz. Denn Japan folgt mit erst 35 Systemen auf dem dritten Platz, gefolgt von Deutschland mit 20, Frankreich mit 18 und Grossbritannien mit 15.

Noch etwas lässt sich zum neuen Supercomputer in Japan und der rasanten Entwicklung bei diesen System sagen: Der Rechner in Japan wird mit vier Petaflops Spitzenleistung zwar seinen Vorgänger um Längen schlagen. Weltweit wird dies voraussichtlich jedoch trotz Millionen Investitionen nur für Platz 27 reichen.

Autor: Matthias Halbeis