Human Brain Projekt 14.10.2014, 12:38 Uhr

Supercomputer aus Jülich simuliert menschliches Gehirn

Das Forschungszentrum Jülich entwickelt einen Supercomputer, der das menschliche Gehirn simuliert. Mit dem virtuellen Gehirn wollen Wissenschaftler die Hirnforschung vorantreiben. Die Leistung soll in einigen Jahren sogar den Exascale-Bereich erreichen und Spitzencomputer auf der ganzen Welt übertreffen.

Der Supercomputer soll mit einer Spitzenleistung von 50 Petaflops starten. Zum Vergleich: Der derzeitige Spitzenreiter, Tianhe-2 aus China, erreicht 34 Petaflops – das entspricht 34 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde. 

Der Supercomputer soll mit einer Spitzenleistung von 50 Petaflops starten. Zum Vergleich: Der derzeitige Spitzenreiter, Tianhe-2 aus China, erreicht 34 Petaflops – das entspricht 34 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde. 

Foto: obs/National Geographic Channel

Das gesamte vorhandene Wissen über das menschliche Gehirn zu sammeln und ein virtuelles Gehirn zu erschaffen, mit dessen Hilfe die vielen offenen Fragen der Hirnforschung beantwortet werden können, ist Ziel des Human Brain Projects (HBP). Forscher aus 24 Ländern und über 100 Institutionen bauen im HBP gemeinsam eine einzigartige Infrastruktur auf, in der sie Hirnforschung und Informationstechnologie vernetzen und weiterentwickeln.

Beteiligt am HBP ist auch das Forschungszentrum Jülich. Dort soll jetzt ein neuartiger Supercomputer eingerichtet und betrieben werden, der eine computergesteuerte Inszenierung des menschlichen Gehirns auf Ebene einzelner Nervenzellen ermöglicht. Damit könnten Forscher Experimente an einem virtuellen menschlichen Gehirn durchführen, die in der Realität gar nicht möglich wären.

Bedienung wie ein normaler Arbeitsplatzcomputer

Der Rekordrechner soll sich bedienen lassen wie ein wissenschaftliches Instrument. Normalerweise bekommen Superrechner dieser Welt Rechenaufträge, die sie stapelweise abarbeiten. Ziel ist immer ein Ergebnis bei maximaler Auslastung des Systems. Neu am Supercomputer in Jülich wird sein, dass die Forscher steuernd in die Rechenoperationen eingreifen und Experimente in virtueller Umgebung durchführen können.

Damit das überhaupt möglich ist, müssen die Prozesse im Computer für die Forscher visualisiert werden. Deshalb wird auch eine visuelle Schnittstelle entwickelt.

In Jülich steht bereits der leistungsfähigste Computer Deutschlands, der Juqeen. Seine Rechenleistung beträgt 5,9 Petaflops, das entspricht fast sechs Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde. 

In Jülich steht bereits der leistungsfähigste Computer Deutschlands, der Juqeen. Seine Rechenleistung beträgt 5,9 Petaflops, das entspricht fast sechs Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde. 

Foto: Forschungszentrum Jülich

Mehrere IT-Unternehmen wurden jetzt im Rahmen einer sogenannten vorkommerziellen Auftragsvergabe beauftragt, Komponenten für einen Höchstleistungsrechner zu entwickeln – darunter, IBM, NVIDIA, Dell und Cray Computer. Anvisiert wird eine Spitzenleistung von zunächst 50 Petaflops. Zum Vergleich: Auf Platz Eins der leistungsfähigsten Computer der Welt steht derzeit der Tianhe-2 mit einer Spitzenleistung von knapp 34 Petaflops. Das bedeutet, dass der Tianhe, der in China steht, in jeder Sekunde rund 34 Billiarden Rechenoperationen durchführen kann – eine Zahl mit 15 Nullen.

Im Forschungszentrum Jülich steht übrigens schon der leistungsfähigste Computer Deutschlands, die JUQUEEN – abgeleitet von Jülicher Königin. Die schafft eine maximale Rechenleistung von 5,9 Petaflops, also fast sechs Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde, und belegt damit aktuell Platz 8 der Weltrangliste.

Supercomputer soll sogar Exascale-Bereich erreichen

Innerhalb der nächsten Jahre soll der neue HBP-Supercomputer schrittweise sogar auf eine Rechenleistung im Exascale-Bereich ausgebaut werden. Damit wäre er hundert- bis tausendmal leistungsfähiger als aktuelle Spitzenrechner im Petascale-Bereich.

Komponenten der beauftragten Anbieter finden sich bereits in den weltweiten TopTen der Supercomputer. Für das HBP sind die Anbieter jetzt aufgefordert, ein Pilotsystem am Jülich Supercomputing Centre (JSC) zu installieren, auf dem repräsentative Anwendungen aus dem Human Brain Project laufen. Bis Januar 2015 sollen sie Lösungskonzepte erstellen.

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