Von Felix Würsten

Die ETH-Jubiläumswelle hat am letzten Samstag auch das Südtessin erreicht: Das Centro Svizzero di Calcolo Scientifico (CSCS) (1) in Manno öffnete seine Pforten für die Öffentlichkeit und zeigte den Besuchern, wie es im Innern eines Hochleistungsrechenzentrums aussieht. Die Mitarbeiter des CSCS waren sehr erfreut, dass sich trotz des wunderschönen Wetters derart viele Interessierte in die Industriezone von Manno locken liessen, um sich die Arbeiten am CSCS erklären zu lassen.

Unscheinbare Potenz

Für die meisten Besucher dürfte es ein Blick in eine fremde Welt gewesen sein – eine bemerkenswert nüchterne Welt, wie sich beim Rundgang zeigte. Tatsächlich wirken die schnellen Computer von aussen eher unscheinbar. Der IBM pSeries 690 Turbo etwa präsentiert sich als schlichtes Ensemble von schwarzen Schränken, und auch der massige NEC SX-5 beeindruckt kaum durch seine äussere Erscheinung. Einzig das deutlich vernehmbare Brummen der Klimaanlage lässt erahnen, welch potente Rechenkapazität sich hier verbirgt.

Die Problemstellungen, die mit diesen Maschinen bearbeitet werden, sind vielfältig. Klimaforscher, Geologen, Maschinenbauer, Materialwissenschaftler, Biochemiker und Teilchenphysiker gehören zu den Kunden des CSCS. Auch Bundesbehören und (staatliche) Institutionen wie die Nationale Alarmzentrale und der Wetterdienst MeteoSchweiz nutzen die Computer in Manno.

Ausgewogene Architektur

Supercomputer werden in erster Linie an der Leistungsfähigkeit der Prozessoren gemessen. Wie Djordje Maric, Chief Technology Officer am CSCS, erklärt, ist dies aber nicht die alles entscheidende Grösse. "Damit die Rechenkapazität optimal genutzt werden kann, braucht es eine ausbalancierte Architektur. Wichtig ist zum Beispiel, dass die Daten möglichst schnell von den Arbeitsspeichern zu den Prozessoren hin und her transferiert werden." Auch ein leistungsfähiger Anschluss ans Internet gehört zu den ausschlaggebenden Faktoren.

«Es gibt allerdings nicht einfach eine Architektur, die richtig ist", ergänzt Djordje Maric. "Denn nicht jeder Rechner eignet sich für jede Anwendung." Als Betreiber eines Rechenszentrums stehe man vor einem gewissen Dilemma. Um die verschiedenen Aufgaben möglichst optimal zu lösen, sei man bestrebt, möglichst verschiedene Computersysteme einzusetzen. Der Kunde jedoch wolle eine möglicht einfache Schnittstelle. "Gegen aussen müssen wir deshalb die Heterogenität der Hardware möglichst kaschieren."

Stärken eines Zentrums

Dass die Schweiz auch in Zukunft ein Hochleistungsrechenzentrum braucht, davon ist Marie-Christine Sawley, CEO des CSCS (2), überzeugt. Einzelne Forschergruppen haben zwar für relativ wenig Geld auf eigene Faust Rechner zusammengebaut, und diese brauchen in der Tat von der Papierform her den Vergleich mit teuren Supercomputern, wie sie in Manno eingesetzt werden, nicht zu scheuen. Doch solche Eigenkonstruktionen haben auch ihre Tücken. "Um einen Superrechner zu betreiben und zu unterhalten, braucht es viel Know-how", erklärt Marie-Christine Sawley. "Das können einzelne Forschergruppen auf die Dauer nicht leisten." Häufig seit es zudem nicht möglich, die selbstgebauten Rechner auch für andere Fachgebiete zu nutzen.

"Ein Rechenzentrum wie das CSCS ist langfristig orientiert, und gerade das ist für gewisse Forschungsbereiche sehr wichtig." So besteht beispielsweise zwischen dem CERN in Genf und dem CSCS eine enge Kollaboration. "Die Teilchenphysiker werten gewisse Daten bei uns aus", erklärt Marie-Christine Sawley. "Gleichzeitig verfügen wir hier auch über sehr grosse Speicher, auf denen die Physiker ihre riesigen Datenmengen lagern können."

Zurück unter die Top-100

Besonders stolz ist man in Manno auf einen Rechner, von dem die Besucher erst einen kleinen Teil zu sehen bekamen. Bis Ende Juni wird im gegenwärtig noch halb leeren Rechnerraum der Cray XT-3 installiert. (3) "Mit dem neuen Rechner können wir gewisse Problemstellungen noch detaillierter simulieren", erklärt Dominik Ulmer, Chief Operating Officer am CSCS. Mit dem Cray XT-3 wird das CSCS auf der Liste der 500 schnellsten Rechner (4) wieder unter die ersten 100 vorstossen. "Natürlich ist es schön, auf dieser Liste eine gute Platzierung zu haben", meint dazu Marie-Christine Sawley. "Aber für uns zählt nicht nur, wie schnell wir rechnen, sondern vor allem, dass die wissenschaftliche Qualität des Outputs stimmt."

Obwohl der neue Rechner noch gar nicht in Betrieb ist, blicken die Informatiker in Manno bereits einen Schritt weiter in die Zukunft. In absehbarer Zeit gilt es, den NEC SX-5 zu ersetzen. MeteoSchweiz, die auf diesem Rechner zwei Mal pro Tag ihre Wetterprognosen erstellt, würde künftig gerne präzisere Modelle einsetzen, mit denen beispielsweise auch Föhnereignisse vorausgesagt werden können. Dafür allerdings reicht es nicht mehr, alle 12 Stunden eine Simulation durchzuführen. Der Wunsch der Meteorologen, acht Mal pro Tag zu einer festen Zeit einen Rechner in Manno zu belegen, bereitet den Betreibern des Rechenzentrums allerdings einiges Kopfzerbrechen. "Die Frage ist, ob man die Zeit dazwischen noch effizient nutzen kann", meint Dominik Ulmer. "Dadurch wird das CSCS vor eine grosse Herausforderung gestellt, die wir aber gerne annehmen."