Forscher der Universität Paderborn, der TU München, des Leibniz-Rechenzentrums (LRZ) der TU Kaiserslautern und des Höchstleistungsrechenzentrums Stuttgart haben einen neuen Rechen-Weltrekord auf dem Höchstleistungsrechner „SuperMUC“ aufgestellt. Das Forscherteam erzielte den Weltrekord bei der Simulation der Dynamik von Molekülen. Für diese Leistung hat das Forscherteam auf der Internationalen Supercomputing Konferenz in Leipzig die PRACE-ISC-Auszeichnung für die beste Software erhalten.
Mit ihrem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Programm „ls1 mardyn“, konnte das Forscherteam erstmals die riesige Zahl von 4,125 Billionen Moleküle einschließlich ihrer Bewegungen simulieren. Damit wurde der bisherige Rekord auf das Vierfache erhöht.
Prof. Dr. Jadran Vrabec von der Universität Paderborn: „Das von uns interdisziplinär entwickelte Programm „ls1 mardyn“ kann nicht nur auf den größten Rechenmaschinen wie der „SuperMUC“ eingesetzt werden, sondern auch bei der normalen wissenschaftlichen Arbeit auf verschiedenen Rechnern. Als Maschinenbauingenieure untersuchen wir damit beispielsweise die motorische Verbrennung bei besonders hoch aufgeladenen Motoren. Durch den grundlegenden Charakter der Molekulardynamik hat die Rechenmethode ein sehr breites Anwendungsgebiet, und so kann dieses Simulationsprogramm für sehr unterschiedliche Fragestellungen verwendet werden.“
Die Simulation ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum direkten Vergleich mit Laborexperimenten. So entsprechen z. B. 4,125 Billionen Teilchen des Edelgases Krypton im flüssigen Zustand dem Volumen eines Würfels von 6,3 Mikrometer Kantenlänge. Damit wird es bald möglich sein, die Ergebnisse derartiger Simulationen mit den Messergebnissen vergleichen zu können. Ein wichtiger Fortschritt auf dem Weg zu zuverlässigen Erkenntnissen über Eigenschaften der Materie, die z. B. für die Energie- und Verfahrenstechnik wichtig sind.
„Dieser Weltrekord zeigt, dass SuperMUC nicht nur dank seiner innovativen direkten Warmwasserkühlung Weltspitze bezüglich Energieeffizienz ist, sondern auch höchste Rechenleistung für viele Anwendungen liefert“, erklärt Prof. Dr. Arndt Bode, Leiter des LRZ. „Er ist gleichzeitig ein Beispiel für die außergewöhnlichen Ergebnisse, die wir erreichen können, wenn Fachwissenschaftler, Informatiker und die Spezialisten des Rechenzentrums gemeinsam besonders herausfordernde Simulationen angehen.“
Neuer Rechen-Weltrekord auf Höchstleistungsrechner – Universität Paderborn beteiligt
