Gleiche Architektur: Nur kleiner und unglaublich effektiv

Genau dieses Weltklima geriet in den letzten Jahren immer wieder aus den uns bekannten Fugen: Tausende Menschen kamen bei Naturkatastrophen ums Leben. Ob es beim Erdbeben im indischen Ozean (Tsunami) 2004 vor der Insel Sumatra war, wo schätzungsweise 232.000 Menschen den Tod fanden. Oder das aktuell letzte Erdbeben in China, 2008, wo mindestens 41.000 Menschen starben.

Ein Teilgebiet von Klima-Superrechnern ist daher das Verstehen und frühzeitige Erkennen von den teilweise Klima-unabhängigen Ereignissen, wie zum Beispiel das Erdbeben an der Oberfläche. Andere Aufgabengebiete, die hervorragend auf dem Earth Simulator der älteren Generation laufen, sind dazu die Simulation der Atmosphäre und des Ozeans oder komplette Erd-Simulationen.

Simulation die sich lohnt: Rechenleistung für ein besseres Weltklima

"Es gibt zurzeit keine Plattform, weltweit, die diese Berechnungen in ähnlicher Zeit berechnen kann - auch wenn viele Maschinen aufgrund der vorliegenden Zahlen mehr Leistungen vorweisen können", so der Wissenschaftler Dr. Sébastien Masson. Er lässt schon lange seine Klimamodelle vom alten Herrn berechnen - auch weil das Zusammenspiel von Software und Hardware perfekt klappt. Das besondere am Erd-Simulator, so sein deutscher Name, ist die Möglichkeit gekoppelte Modelle laufen lassen zu können: Das bedeutet, dass komplizierte Ozean-Modelle, komplexe Land- und Klimamodelle gleichzeitig simuliert und zusammengebracht werden können.

"Der Earth Simulator ist fast baugleich mit unserer SX 6 Maschine hier in Hamburg", beschreibt Michael Böttinger, beim Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ) für die Anwendungssoftware verantwortlich, gegenüber netzwelt die Vektor-Architektur. "Er ist aber gegenüber unserer Maschine im DKRZ 25 Mal größer", führt er leicht neidisch fort. Gerade wegen seiner Architektur hat er gegenüber anderen Superrechnern noch immer klare Vorteile: Die Computersimulation zum Studium natürlicher Vorgänge oder zur Berechnung von Naturkatastrophen und Klimafolgen erfordern auch immer mehr Rechenleistung.

Für solche speziellen Anforderungen sind Superrechner wie der Earth Simulator besonders gut geeignet. Handelt es sich bei ihm doch um eben diesen so genannten Vektorrechner. Ein Computertyp, der besonders hohe Rechenleistung ermöglicht, weil er über eine Reihe unabhängiger Rechenwerke (Mehrprozessorsystem) verfügt. Bei technisch-wissenschaftlichen Anwendungen rechnen so hunderte oder tausende Prozessoren parallel an einer Aufgabe. Bei den nummerischen Rechnungen werden also immer wieder die gleichen Operationen auf eine große Anzahl von Daten angewendet. Cluster aus Vektorrechnern haben dabei entscheidende Vorteile: Sie nutzen nicht selten effektiv 50 bis 60 Prozent der Leistung der einzelnen Prozessoren.