Stark wie 10 Millionen Notebooks 04.10.2023, 14:25 Uhr

Jülich bekommt Europas ersten Exascale-Supercomputer

500 Millionen Euro teuer, leistungsfähig wie 10 Millionen moderne Notebooks: Das Jülicher Forschungszentrum bekommt den ersten europäischen Exascale-Supercomputer. Bereits Anfang 2024 startet die Installation der Anlage.

Exascale-Supercomputer

Der Exascale-Supercomputer in Jülich soll zur nächsten Welle wissenschaftlicher Durchbrüche verhelfen.

Foto: Forschungszentrum Jülich

Das Forschungszentrum Jülich wurde bereits im vergangenen Jahr als Betreiber und Standort für den ersten europäischen Exascale-Supercomputer JUPITER ausgewählt. Nun wurde auch der Lieferant bestimmt: Ein Konsortium, das aus dem deutschen Super- und Quantencomputerunternehmen ParTec AG und Eviden besteht – der Advanced-Computing-Abteilung des französischen IT-Dienstleisters Atos. JUPITER ist für hochkomplexe Simulationen ebenso konzipiert wie für KI-Anwendungen in der Wissenschaft und der Industrie.

Rechenleistung von zehn Millionen modernen Notebooks

Der Supercomputer JUPITER, dessen voller Name „Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research“ lautet, wird Europas erstes System sein, das eine Rechenleistung von über einem Exaflop/s erreicht. Dies entspricht mehr als einer Trillion Gleitkomma-Operationen pro Sekunde – oder um es verständlicher auszudrücken: der kombinierten Leistung von zehn Millionen aktuellen Notebooks.

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JUPITER ist speziell für Aufgaben in der Wissenschaft und Industrie konzipiert, die höchste Rechenansprüche stellen. Dazu zählen unter anderem das Training umfangreicher neuronaler Netze, wie man sie bei KI-Sprachmodellen findet, Simulationen zur Entwicklung neuer Materialien, die Erstellung digitaler Abbilder von menschlichen Organen wie Herz oder Gehirn für medizinische Forschungen, Überprüfungen von Quantencomputern sowie detaillierte Klimasimulationen, die das gesamte Ökosystem der Erde berücksichtigen.

Kosten: 500 Millionen Euro

Die geschätzten Kosten für JUPITER und seinen sechsjährigen Betrieb belaufen sich auf 500 Millionen Euro. Die Finanzierung wird zu 50 Prozent von der Europäischen Union getragen. Die restlichen Mittel teilen sich das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und das Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen (MKW NRW) zu gleichen Teilen.

In Nordrhein-Westfalen ist man optimistisch, dass das Geld gut angelegt ist: „Mit seiner unglaublichen Rechenleistung wird JUPITER helfen, die großen gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit zu bewältigen. Er wird besonders gut für KI-Anwendungen geeignet sein und auch den Jülicher Schwerpunkt im Quantencomputing in Verbindung mit dem Höchstleistungsrechnen weiter stärken,“ erklärt die zuständige Ministerin Ina Brandes.

Prof. Dr. Sabine Döring, Staatssekretärin im BMBF, ergänzt: „Die Unterzeichnung des Vertrags über den Bau von JUPITER ist ein weiterer wichtiger Meilenstein auf dem Weg Europas in die Exascale-Ära. JUPITER wird zu den führenden Supercomputern der Welt gehören und somit zu einem Symbol für die Stärke der europäischen Zusammenarbeit in der Wissenschaft werden.“

Modulare Supercomputer-Architektur

Der Supercomputer JUPITER setzt auf eine modulare Architektur. Hierbei besteht er aus einem hoch skalierbaren Booster-Modul und einem eng gekoppelten, vielseitigen Cluster-Modul. Das Cluster-Modul nutzt den in Europa entwickelten und produzierten Rhea-Prozessor von SiPearl, eine CPU, die sich durch eine besonders hohe Speicherbandbreite auszeichnet und ideal für anspruchsvolle Arbeitslasten ist.

Das Booster-Modul stützt sich hingegen auf NVIDIAs beschleunigte Computing-Plattform. Diese wurde speziell für die nächste Generation von Rechenzentrumstechnologien konzipiert und bietet enorme Rechenkraft, ideal für KI-Trainings und Modellsimulationen, einschließlich umfangreicher KI-Sprachmodelle.

Supercomputer soll zur nächsten Welle wissenschaftlicher Durchbrüche verhelfen

Eviden wird die Komponenten in ihre energieeffiziente, direkt flüssigkeitsgekühlte BullSequana XH3000-Plattform einbinden. Die Cluster- und Booster-Module von JUPITER werden dann dynamisch mit dem modularen ParaStation Modulo-Betriebssystem von ParTec als kohärenter Supercomputer betrieben.

In diesem Projekt kooperieren ParTec, Eviden, SiPearl und NVIDIA eng mit der wissenschaftlichen Gemeinschaft Europas. Ihr Ziel ist es, Forschern hochmoderne KI- und Supercomputing-Ressourcen bereitzustellen. Dies ermöglicht ihnen, bedeutende Fortschritte in Feldern wie Klimaforschung und Quantencomputing zu erzielen. JUPITER, als Europas erster Exascale-Supercomputer, wird nicht nur in Europa, sondern global neue Horizonte in der wissenschaftlichen Forschung und Entdeckung eröffnen.

In seiner Doppelrolle als führendes Simulations- und KI-System, wie es für das Training von Foundation Models erforderlich ist, verspricht JUPITER einen Durchbruch in vielen Bereichen, die sich mit drängenden Herausforderungen befassen – etwa in den Materialwissenschaften, im Bereich nachhaltige Energiesysteme oder in den Erdsystemwissenschaften“, erläutert Prof. Astrid Lambrecht, Vorstandsvorsitzende des Forschungszentrums Jülich.

Anfang 2024 startet die Installation

Die Implementierung des Supercomputers JUPITER beginnt Anfang 2024. Dank des JUPITER Early Access Programms können wissenschaftliche Anwenderinnen und Anwender das System vorab kennenlernen und testen. Dies fördert eine intensive Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten, um das System optimal für die Bedürfnisse der wissenschaftlichen Gemeinschaft zu gestalten und einzurichten.

„Ich bin besonders stolz darauf, dass es unseren Expertinnen und Experten in Jülich gemeinsam mit zahlreichen europäischen Partnern gelungen ist, das neue modulare Supercomputer-Konzept zu entwickeln, das nun als echte europäische Technologie die Grundlage für JUPITER bildet. Nur dank der großzügigen Unterstützung der Europäischen Kommission seit 2012 und des EuroHPC JU und BMBF im Rahmen der DEEP- und SEA-Projekte war eine solche Entwicklung überhaupt erst möglich“, freut sich Prof. Thomas Lippert, Direktor des JSC, Forschungszentrum Jülich.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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