IBM-Superrechner Sequia.
Livermore/Stanford – Forscher vom Center for Turbulence Research der Stanford University können einen Supercomputing-Meilenstein vermelden. Sie haben erstmals erfolgreich die Leistung von einer Mio. Rechenkernen genutzt, um eine komplexe strömungsdynamische Berechnung durchzuführen. Die Rekord-Berechnung diente dazu vorherzusagen, wie genau eine der lautesten vom Menschen gefertigte Lärmquelle klingt: ein Düsentriebwerk eines Überschall-Jets. Das soll beispielsweise leisere Triebwerke ermöglichen.
Dass dieses Kunststück gelungen ist, ist beachtlich, da es ein komplexes Problem darstellt, reibungslos mit so so vielen Rechenkernen zu arbeiten. «Die Herausforderung liegt im Bereich Parallel Computing, ob die Skalierbarkeit bei so vielen Cores gegeben ist», meint Eduard Mehofer von der Scientific-Computing-Gruppe der Universität Wien gegenüber pressetext. Zum Einsatz kam dabei der IBM-Superrechner Sequia am Lawrence Livermore National Laboratory. Der mit November 2012 zweitstärkste Supercomputer der Welt ist bislang der einzige, der überhaupt über mehr als eine Mio. Rechenkerne verfügt.
Schwierige Simulation
«Numerische strömungsdynamische Simulationen sind unglaublich komplex», sagt CTR-Leiter Parviz Moin. Erst Supercomputer mit hunderttausenden Rechenkernen machen es überhaupt möglich, die Lärmentwicklung bei Düsentriebwerken sinnvoll zu modellieren. Da sich in der Simulation Wellen ausbreiten, ist dabei eine präzise Abstimmung aller Teile des Computers erforderlich – womit die Berechnung selbst mit mehr Rechenkernen zum immer schwierigeren Problem wird. Im Bereich einer Mio. Kerne können dabei harmlos wirkende Code-Teile zum Flaschenhals werden, heisst es aus Stanford.
«Da die Anzahl der Cores ständig wachsen wird, kann man mit Sequoia ‹Machbarkeitsstudien› durchfuhren, die in Zukunft an Bedeutung gewinnen werden», bestätigt Mehofer. Die aktuelle Arbeit sei zwar nicht unbedingt als grosser Durchbruch zu werten, da offenbar keine wirklich neuen Techniken daraus wurden. «Es ist aber ein schöner Erfolg und eben ein Meilenstein», so der Experte. Grundsätzliche könnten solche Arbeiten auch helfen zu verstehen, wie man mit Hardware-Fehlern während des Programmlaufes umgehen kann. Diese werden nämlich bei so vielen Kernen aufgrund der Menge an Elektronik immer wahrscheinlicher.
Erfolg gegen Fluglärm
Das Team um den CTR-Forscher Joseph Nichols konnte jedenfalls in den vergangenen Wochen die letzten nötigen Korrekturen an ihrem Simulations-Code vornehmen, um ein stabiles Laufen auch jenseits der Eine-Mio.-Kern-Marke sicherzustellen. Damit werden wesentlich schnellere strömungsdynamische Simulationen möglich, wovon letztlich eine breite Öffentlichkeit profitieren soll. Denn eine präzise Vorhersage, wie ein Düsentriebwerk klingen wird und wie laut es wäre, kann helfen, die Konstruktion so zu optimieren, dass die Lärmentwicklung minimiert wird. Das stellt leisere Flugzeuge in Aussicht, wovon beispielsweise Anrainer in Einflugschneisen profitieren würden. (pte/mc/ps)