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Wissenschaftsminister Clemens Hoch weiht neuen Hochleistungsrechner an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ein – ein Meilenstein für die länderübergreifende Zusammenarbeit

Im Oktober 2021 beschloss die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz von Bund und Ländern die Aufnahme des Konsortiums NHR Süd-West, bestehend aus der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau, der Goethe-Universität Frankfurt und der Universität des Saarlandes, in den Verbund des Nationalen Hochleistungsrechnens (NHR). Mit der heutigen Einweihung des neuen Hochleistungsrechners MOGON NHR Süd-West an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz hat der Verbund einen weiteren wichtigen Schritt beim Aufbau einer modernen und leistungsstarken Forschungsinfrastruktur für das Nationale Hochleistungsrechnen gemacht. Die Beschaffung des neuen Hochleistungsrechners wurde mit 7,5 Millionen Euro aus der Bund-Länder-Förderung „Nationales Hochleistungsrechnen“ finanziert, wovon 3,75 Mio. Euro durch das Land Rheinland-Pfalz bereitgestellt wurden.

„Ich freue mich sehr, dass NHR Süd-West mit dem neuen leistungsfähigen Rechner einen wichtigen Fortschritt im weiteren Ausbau seiner technischen Rechenleistung erzielen konnte. Mit dem neuen Rechner trägt NHR Süd-West dazu bei, dass nicht nur Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern an den vier beteiligten Hochschulen, sondern deutschlandweit ausreichend Rechenkapazität für ihre Forschung zur Verfügung steht. Der Einsatz von Hochleistungsrechnern ist in vielen Forschungsbereichen aufgrund großer Datenmengen und aufwendiger Simulationsberechnungen längst unverzichtbar geworden“, so der rheinland-pfälzische Wissenschaftsminister Clemens Hoch.

„Natur- und lebenswissenschaftliche Grundlagenforschung setzt heute die Verfügbarkeit ausreichend dimensionierter Rechenressourcen voraus“, erklärte der Vizepräsident für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Prof. Dr. Stefan Müller-Stach. „So sind Arbeitsgruppen vieler wissenschaftlicher Disziplinen auf leistungsstarke Hochleistungsrechner angewiesen, um ihre führende Stellung auf ihren Forschungsgebieten halten und weiter ausbauen zu können. Wir freuen uns daher über diese IT-Infrastruktur der Spitzenklasse, zumal der Wettbewerb unter den Hochschulen national und international immer intensiver wird, was sich auch und gerade auf dem Feld der Datenverarbeitung widerspiegelt.“

Mit dem neuen Hochleistungsrechner MOGON NHR Süd-West können Forschungsgruppen aus ganz Deutschland künftig Rechenzeiten zu den Schwerpunkten Hochenergiephysik, Physik der kondensierten Materie und Life Science beantragen.

HPC-Systeme sind in der Forschung unverzichtbar

Prof. Dr. Friederike Schmid erläuterte bei der Einweihung des Hochleistungsrechners anhand des Forschungsprojektes „Multiskalen-Simulationsmethoden für Systeme der weichen Materie“ die Notwendigkeit von Hochleistungsrechnern. Mit dem Sonderforschungsbereich untersucht sie weiche Materie auf verschiedenen Größen- und Zeitskalen. Für die Simulationen steht der Gruppe die Rechenleistung von MOGON NHR Süd-West zur Verfügung.

Weiche Materie findet sich praktisch überall, zum Beispiel in Kunststoffen, Gummi und Papier, aber auch in biologischen Membranen und Eiweißen sowie komplexen Flüssigkeiten wie Öl, Farbe und Flüssigkristallen. Die Vielseitigkeit und das Reaktionsvermögen weicher Materialien machen sie für zahlreiche Anwendungen interessant. "Das langfristige Ziel unserer Forschung ist es, die Multiskalentechniken so weiterzuentwickeln, dass man sie routinemäßig zur Simulation realer Anwendungen von weichen Materialien einsetzen kann. Multiskalentechnik befasst sich mit der Lösung von Problemen, bei denen wichtige Prozesse auf unterschiedlichen Größe-ordnungen in Raum und/oder Zeit stattfinden. Wir möchten Prognosen und Vorschläge machen können, wie die Materialeigenschaften konkret verbessert werden können, und das gelingt uns nur mit leistungsfähigen Rechnern im Hintergrund", ergänzte Schmid.

Technische Spezifikationen von MOGON NHR Süd-West

Der neue HPC-Cluster steht Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus ganz Deutschland für komplexe Rechenoperationen und die Analyse großer Datenmengen zur Verfügung. Mit 590 Rechenknoten, 75.000 CPU-Kernen und einem Haupt-speicher von 186 TB sowie einem Fileserver mit 8.000 TB (8 Petabyte) können daten-intensive System- und Modellsimulationen parallel durchgeführt werden. Pro Knoten stehen zwei AMD-Prozessoren zur Verfügung (AMD EPYC 7713), pro Prozessor je-weils 64 Kerne. 10 Rechenknoten sind mit je 4 A100 für spezielle HPC-Workloads ausgestattet. Die Rechenknoten sind über ein HDR-Infiniband-Netzwerk miteinander verbunden. Der Einsatz von HDR-Infiniband, einem speziellen Netzwerkschnittstellenstandard, bietet vor allem eine sehr hohe Übertragungsrate.

Für den Aufbau des neuen Clusters erhält NHR Süd-West 7.5 Millionen Euro aus der Bund-Länder-Förderung „Nationales Hochleistungsrechnen“. Das Bund-Länder-Programm fördert Rechenzentren der so genannten Ebene 2. Das sind Hochleistungsrechenzentren mit primär bundesweitem Versorgungsauftrag. Mit der Gründung des NHR fördern und bündeln Bund und Länder gemeinsam die Errichtung und den Ausbau von Hochleistungsrechenzentren in einem nationalen Verbund.

Weiterführende Informationen zum Verbund des Nationalen Hochleistungsrechnens finden Sie unter https://nhrsw.de/.

Hintergrund:

Leistungsfähige Supercomputer gewinnen in Wissenschaft und Forschung immer mehr an Bedeutung. Angesichts zunehmend komplexer und umfangreicher Daten sind Forschende in verschiedensten Disziplinen stärker denn je auf Hochleistungsrechner angewiesen. Immer mehr Forschungsfragen, etwa in der Medizin, Physik oder der Chemie, lassen sich heute nur noch mit großen Rechenkapazitäten und intelligenten Anwendungen beantworten. Bund und Länder haben deshalb 2018 die Gründung eines deutschlandweiten Verbundes des Nationalen Hochleistungsrechnens beschlossen, um bestehende Stärken von Hochleistungsrechenzentren in einem nationalen Verbund zu bündeln und weiter auszubauen. Mit der Gründung eines koordinierten Verbundes wurde auf die steigende Nachfrage nach Hochleistungsrechnern reagiert, indem Forschende an den Hochschulen unabhängig von ihren jeweiligen Standorten deutschlandweit und bedarfsgerecht auf die für ihre Forschung benötigten Rechenkapazitäten zugreifen können.

Mit dem Nationalen Hochleistungsrechnen werden zudem die fachlichen und methodischen Stärken von Hochleistungsrechenzentren weiterentwickelt und besser aufeinander abgestimmt. Gleichzeitig sollen durch Schulungen und Fortbildungen an den neun NHR-Zentren mehr Forschende an das Hochleistungsrechnen herangeführt werden, die Kompetenzen der Anwenderinnen und Anwender von Hochleistungsrechensystemen gestärkt und Nachwuchskräfte gefördert werden, um das Potenzial von Hochleistungsrechnern voll auszuschöpfen und Deutschland als Forschungs- und Innovationsstandort zu stärken. Für das Nationale Hochleistungsrechnen stehen über den Förderzeitraum von 10 Jahren insgesamt 625 Millionen Euro zur Verfügung.

 

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