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(00353) 22.11.2002 14:46

Formel 1-Supercomputer für Bochumer Theoretische Chemie


Bochum, 22.11.2002
Nr. 353


Formel 1-Supercomputer für Bochumer Theoretische Chemie ...
... ist in der „TOP 500“ Liste der weltweit schnellsten
Rechner
Forscher lassen komplizierte Experimente in silico ablaufen


Das neue prestigeträchtige Möbel des Lehrstuhls für
Theoretische Chemie (Prof. Dr. Dominik Marx) sieht aus wie
eine Schrankwand und heizt wie eine Sauna – ist aber einer
der schnellsten Großrechner weltweit: Er liegt auf Platz 302
in der Rangliste der Supercomputer. Mit seiner Hilfe
untersuchen die Forscher chemische Reaktionen ohne Kolben
und Bunsenbrenner „in silico“. „Soviel Rechenleistung gibt
es sonst nur in großen Rechenzentren“, so Dr. Axel
Kohlmeyer, unter dessen Leitung der Computer konzipiert und
installiert wurde, „bei uns gibt es sie jetzt nebenan.“

Bild im Internet

Ein Bild des Supercomputers zum Herunterladen steht am Ende
dieser Presseinformation, s. u.

„Formel 1“ Supercomputer gleich um die Ecke

Ende September wurde der Parallelrechner aus 76
Doppelprozessor Linux-Knoten mit einem Hochleistungsnetzwerk
und einer insgesamt außergewöhnlichen Rechenleistung in den
Räumen der Theoretischen Chemie installiert. Wie gerade auf
der Supercomputer Konferenz in Baltimore (16.-22. November)
verkündet, tummelt sich diese Maschine in der berühmten „TOP
500 Liste“ der weltweit schnellten Rechner – sozusagen in
der „Formel 1“ der Supercomputer.(Die Liste vom November
2002 findet sich unter http://www.top500.org/list/2002/11/).

Maßgeschneidert und getuned

Der Inbetriebnahme war eine über zehnmonatige
Vorbereitungsphase vorausgegangen, während derer an den
vielen Details der Konfiguration gefeilt und mit einer
EU-weiten Ausschreibung nach dem idealen Lieferanten für das
optimierte Konzept gesucht wurde. Die Zusammenstellung eines
solchen Parallelrechners ist immer dann aufwändig und
kompliziert, wenn er optimal an die individuellen
Bedürfnisse angepasst werden soll – und dabei spielen neben
der nackten CPU-Power auch viele scheinbar nebensächliche
Kleinigkeiten oft eine wesentliche Rolle. Die Mitarbeiter
der Theoretischen Chemie setzen hauptsächlich die
Car-Parrinello Simulationsmethode und das Programmpaket
„CPMD“ ein, an dessen Entwicklung und kontinuierlicher
Verbesserung sie beteiligt sind. Dementsprechend wurde der
Parallelrechner exakt dafür maßgeschneidert und getuned.

Daten und Fakten

Die viele Arbeit hat sich gelohnt, denn in punkto nutzbarer
Rechenleistung erweist sich der neue Parallelrechner als
voller Erfolg. Für Fachleute: Die Maschine leistet mit dem
vorgegebenen Testbeispiel, dem „Linpack Benchmark“, runde
240 GFlops bei einer theoretischen Maximalleistung („peak
performance“) von 360 GFlops. Auch die Zahlen für den
gesamten Hauptspeicher des Rechners mit über 100 Gigabyte
und einem Festplattenspeicher von 4.3 Terabyte sind
beeindruckend.

Rund um die Uhr voll ausgelastet

Seit Mitte Oktober, nach nur wenigen Wochen prall gefüllt
mit Tests, Feinabstimmungen an der Konfiguration,
Benchmarkrechnungen mit CPMD und dem Beseitigen kleinerer
Kinderkrankheiten ist der Rechner kontinuierlich und voll
ausgelastet im Einsatz. Rund um die Uhr und sieben Tage in
der Woche kommen die 152 CPUs nicht mehr zur Ruhe, und
hinter der 2,5 Meter hohen und 4 Meter breiten
„Schrankwand“, in der die einzelnen Knoten eingestellt sind,
fühlt man sich aufgrund der hohen Abwärme an die Sahara
erinnert. Die RUB-Haustechnik meisterte die Herausforderung,
die benötigte Stromleistung (ca. 18-20 kW) in und die
entstehende Abwärme aus dem Rechnerraum zu schaffen. Um den
nun reibungslosen Betrieb aufrechtzuerhalten, verlangt die
hochgezüchtete Maschine – ähnlich wie ein Formel 1 Rennwagen
– nach permanenter Wartung und Aktualisierung der Software,
die ihr in gewohnt professioneller Manier Dr. Kohlmeyer
angedeihen lässt.

Anwendungen: Chemie im „Virtuellen Labor“

Was wird nun mit so einem Boliden angestellt? Die Bochumer
Theoretischen Chemiker unter Leitung von Prof. Marx
untersuchen ebenso wie Ihre Experimentalkollegen Moleküle,
Flüssigkeiten, Materialien, chemische Reaktionen oder
katalytische Prozesse – allerdings alles „in silico“, also
im Computer. Die große Komplexität der untersuchten Probleme
ist nur mit modernsten Rechenmethoden, intelligenten
Algorithmen und vor allem im Verbund mit dem massiven
Einsatz von Computerpower zu knacken. Viele der aktuellen
Projekte sind eingebunden in größere Forschungsverbünde wie
einen Sonderforschungsbereich (SFB 558) und eine
Forschergruppe (FOR 436), an denen die Bochumer Theoretische
Chemie maßgeblich beteiligt ist. (siehe dazu auch
fachspezifische Pressemitteilungen
http://www.ruhr-uni-bochum.de/pressemitteilungen-2002/msg00272.html

http://www.ruhr-uni-bochum.de/pressemitteilungen-2002/msg00185.html

http://www.ruhr-uni-bochum.de/pressemitteilungen-2002/msg00109.html

http://www.ruhr-uni-bochum.de/pressemitteilungen-2001/msg00153.html

oder die Mediathek des Lehrstuhls
http://www.theochem.ruhr-uni-bochum.de/go/media.html mit
Animationen und Bildern).

Erweiterung ist schon geplant

Der Rechenzeitbedarf für derartige Projekte ist jedoch
nahezu unbegrenzt, d.h. schon jetzt werden auch der
Hausrechner der RUB, der Rechnerverbund NRW und
Supercomputerzentren voll einbezogen. Und obwohl der Sekt im
Glas noch perlt, ist schon jetzt – aufgrund der hohen
Auslastung des neuen Parallelrechners – abzusehen, dass in
nicht allzu ferner Zukunft eine Erweiterung notwendig sein
wird.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Dominik Marx, Lehrstuhl für Theoretische Chemie,
Fakultät für Chemie, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum,
Tel. 0234/32-26485, Fax: 0234/32-14045, E-Mail:
dominik.marx@theochem.ruhr-uni-bochum.de, Internet:
http://www.theochem.ruhr-uni-bochum.de/


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Mit freundlichen Gruessen

Dr. Josef Koenig
RUB - Ruhr-Universitaet Bochum
- Pressestelle -
44780 Bochum
Tel: + 49 234 32-22830, -23930
Fax: + 49 234 32-14136
Josef.Koenig@ruhr-uni-bochum.de

Schauen Sie doch bei uns mal rein:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/pressestelle

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