Supercomputer werden aus tausenden einzelnen Computern aufgebaut, die über ein sehr schnelles Netzwerk miteinander verbunden sind. Die einzelnen Knoten nutzen dabei nicht mehr nur traditionelle Prozessoren, sondern rechnen vermehrt auf aus Grafikkarten bekannten Bausteinen oder auf „Field Programmable Gate Arrays“ (FPGAs), deren innere Strukturen für jede Anwendung neu optimiert werden können. Erst durch die Nutzung dieser Beschleuniger wird es möglich, Herausforderungen unseres täglichen Lebens wie den Klimawandel oder Krankheitsverläufe genau genug nachzubilden, um Problemlösungsansätze zu gewinnen.
Leider können Beschleuniger nicht genauso „einfach“ programmiert werden, wie Software-Entwickler dieses für traditionelle Rechner gelernt haben. Das Projekt „Enabling Heterogeneous Hardware Acceleration using Novel Programming and Scheduling Models“ (ENHANCE) entwickelt in den nächsten zweieinhalb Jahren daher Ansätze, die eine Integration dieser heterogenen Komponenten in den Software-Entwurfsprozess deutlich vereinfachen werden. Die Aufgabe wird von einem bundesweiten Konsortium aus Forscherteams und Industriepartnern angegangen. Die Leitung des Projekts übernimmt das Paderborn Center for Parallel Computing (PC²), ein Institut der Universität Paderborn, das sich insbesondere mit parallelem und verteiltem Rechnen beschäftigt.
Prof. Dr.-Ing. André Brinkmann, Projektleiter von ENHANCE, spricht die Rolle dieser Systeme an: „Künftige Rechnersysteme mit heterogenen Komponenten werden nach heutigen Standards Hochleistungsrechner, aber kleiner, kompakter und energieeffizienter sein. Derartige Rechnersysteme werden für kleine und mittlere Unternehmen, die selbst keine Supercomputer-Ressourcen besitzen, wichtige Innovationsfaktoren werden. Die effiziente Zusammenschaltung dieser Systeme aber erbringt eine Rechenleistung, mit denen drängende Umwelt- und Gesundheitsprobleme gelöst werden können“.
ENHANCE wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 1,5 Millionen Euro unterstützt und ist eines von 12 neuen Projekten auf Bundesebene zum Thema „HPC-Software für skalierbare Parallelrechner“ im Rahmen des Förderprogramms „IKT 2020 – Forschung für Innovationen“. Neben der Universität Paderborn sind auch Forscher des Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB), des Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen (SCAI) Sankt Augustin, des Center for Biotechnology der Universität Bielefeld (CeBiTec), sowie der industriellen Anwendungspartner TWT GmbH Science & Innovation Neuhausen, tms technisch-mathematische studiengesellschaft mbh Bonn und GETLIG & Tar GbR Falkensee beteiligt.
