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Wissen & Umwelt

Ein neuer Riesenrechner für die Teilchenphysik

Am GSI Helmholtzzentrum in Darmstadt wurde ein neues Rechenzentrum in Betrieb genommen. Damit sind die Physiker gerüstet für die riesigen Datenmengen, die der Teilchenbeschleuniger FAIR in Zukunft liefern soll.

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Der Weg des Ions

Seit 2013 wird am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung fleißig gebaut: Es entsteht ein neuer und größerer Teilchenbeschleunigerring namens "FAIR" (Facility for Antiproton and Ion Research).

Noch sind die Bauarbeiten zwar in vollem Gange und es wird noch etwa ein Jahrzehnt vergehen, bis die neue Anlage eröffnet werden kann - aber schon jetzt wurde ein wichtiger Teil der neuen Forschungslandschaft in Betrieb genommen: Ein leistungsstarkes Rechenzentrum, der "Green IT Cube".

GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung Green IT Cube (Foto: GSI)

So sieht der Green IT Cube nicht besonders aus. Er soll aber bald Großes leisten.

Es soll die riesigen Datenmengen, die jetzt schon an dem bestehenden GSI-Teilchenbeschleuniger generiert werden, verarbeiten. Vor allem aber soll es das Institut für die neuen Aufgaben rüsten, die mit dem neuen Beschleunigerring auf die Forscher zukommen.

Nicht nur die Farbe ist grün

Green IT Cube steht dabei nicht nur für die Farbe des Würfels, sondern auch für seine inneren Werte: Das sechsstöckige Gebäude ist eines der leistungsfähigsten wissenschaftlichen Rechenzentren der Welt. Es arbeitet mit einem speziellen Kühlsystem, das sehr energie- und kosteneffizient ist.

Anstatt mit Luft kühlt der Green IT Cube seine Rechner mit Wasser. Dadurch entspricht der Energieaufwand für die Kühlung weniger als sieben Prozent der für das Rechnen aufgewendeten elektrischen Leistung. Bei herkömmlichen Rechenzentren mit Luftkühlung liegen diese Werte bei 30 bis 100 Prozent.

Eien Fotomontage der FAIR und GSI Beschleunigeranlage (Foto: GSI)

Links: das bisherige GSI mit seinem Teilchenbeschleuniger. Rechts: das neue FAIR (im Bau).

Erste Rechner kommen sofort zum Einsatz

Noch während der Aufbauphase des neuen Beschleunigerrings werden die Forscher das neue Rechenzentrum nutzen, um Simulationen durchzuführen und Detektoren für FAIR zu entwickeln.

Zunächst wurden zwei Stockwerke des Green IT Cube mit einer Kühlleistung von vier Megawatt ausgebaut.

Im Endausbau wird er eine Kühlleistung von zwölf Megawatt erreichen. Dort können rund 300.000 Rechenkerne (CPUs) in den 768 Rechnerschränken untergebracht werden. Das entspricht der Rechenleistung von ungefähr 100.000 handelsüblichen PCs.

Für die Speicherung von Experimentdaten sind 100 Petabyte eingeplant - dies entspricht etwa einer Million Festplatten unserer herkömmlichen PCs. Mit einer Geschwindigkeit von über einem Terabyte pro Sekunde können die sehr hohen Datenraten der Experimente aufgezeichnet werden. Dies entspricht rund 500.000 privaten DSL-Anschlüssen.

Supercomputer zieht in den Würfel um

Ab Februar werden die existierenden GSI-Rechner in den Green IT Cube umziehen; unter ihnen das Rechnersystem L-CSC, das auf der Weltrangliste der energieeffizientesten Höchstleistungscomputer "Green 500" den dritten Platz (bis Juni 2015 Platz 1) belegt.

Seine Rechenleistung beträgt eine Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde (ein Petaflop bzw. 1000 Terraflops pro Sekunde). Zum Vergleich: Der schnellste Rechner der Welt - der chinesische Tianhe-2 - erreicht 33 Petaflops. Aber das entmutigt die Teilchenphysiker nicht: In dem neuen Rechenzentrum ist noch jede Menge Platz zu wachsen.

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