Jülicher Supercomputer JUBL feiert ersten Geburtstag

Zahlreiche Projekte in Medizin, Physik und Materialforschung profitieren von Rechenkapazität und Kompetenz in Jülich

07.03.2007

Vor einem Jahr nahm der Jülicher SupercomputerJUBL seinen Betrieb auf. Der damals schnellste Rechner Europas ist heute nach wie vor die Nr. 1 in Deutschland. Seit seiner Inbetriebnahme ist er durchweg ausgelastet und für seine Nutzer ein optimales Werkzeug. Am Supercomputer JUBL kommen Forscher aller Fachrichtungen zum Zuge, die auf hoch komplexe und rechenintensive Simulationen angewiesen sind.

"Die Resonanz auf JUBL ist überwältigend", freut sich Prof. Thomas Lippert, Leiter des Jülicher Supercomputer-Zentrums. Die Auslastung der Rechenzeit liegt durchgehend bei über 90 Prozent und damit rund 10 Prozentpunkte über der Auslastung vergleichbarer Anlagen. "Hier geht das duale Konzept auf, das wir in Jülich verfolgen", erklärt Lippert. Der Superrechner JUBL ist komplett für große, rechenintensive Simulationen reserviert, die hier effizient und schnell abgearbeitet werden. Der zweite Jülicher Supercomputer JUMP bietet dank dieser Entlastung nun weitaus mehr Kapazität für viele kleinere Simulationen mit höchsten Anforderungen an den Arbeitsspeicher.

"Die Jülicher Kompetenz hat unsere Forschung extrem beschleunigt", sagt Prof. Marek Behr von der RWTH Aachen. Seine Arbeitsgruppe berechnet die Strömungsverhältnisse in Blutpumpen und konnte nun dank Simulationen einige Schwachstellen ausmachen. "Durch die hohe Drehzahl der bisherigen Pumpen üben Turbulenzen auf Blutzellen eine hohe Scherung aus und zerquetschen viele", erklärt Behr die Ergebnisse seiner Rechnung, die er auf JUBL machte. Nun will er innerhalb eines Jahres das Gelernte im rankenhausalltag umsetzen.

"Wir untersuchen chemische Reaktionen, die möglicherweise eine Schlüsselrolle für den Ursprung des Lebens gespielt haben", erklärt der Chemiker Dr. Nisanth Nair aus der Gruppe um Prof. Dr. Dominik Marx von der Ruhr-Universität Bochum seine Arbeit mit dem Supercomputer. Dr. Nair und Biochemiker Eduard Schreiner stellen in ihren Simulationen die chemischen Vorgänge nach, die an vulkanischen Schloten in den Tiefen der Ozeane stattfinden, wo noch heute Lebensgemeinschaften aus verschiedenen Organismen, von einfachsten Einzellern bis zu Fischen, ohne Sonnenlicht leben. "Diese Drücke und Temperaturen kann man nur sehr schwer kontrolliert im Labor nachstellen", sagt Nair. Deshalb werden sie simuliert. Nach vier Monaten Rechenzeit auf 2000 Prozessoren des Supercomputers JUBL fand die Gruppe heraus, wie sich die Bausteine des Lebens, die Aminosäuren, zu Peptiden zusammenfinden. Das vorläufige Ergebnis: Oberflächen von Pyritkristallen können das Entstehen vonPeptiden beschleunigen. In der nächsten Projektphase will Nair mit noch mehr Rechenzeit die weiteren Glieder dieser komplexen Reaktionskette von anorganischen Rohstoffen zu Biomolekülen besser nachvollziehen.

Viele weitere Forschergruppen nutzen JUBL schon jetzt oder in Zukunft: Die Gruppe um Prof. Ulrich Hansmann in Jülich vollzieht die Faltung von Proteinen in Zellen nach - der erste Schritt, um zu verstehen, wie giftige Proteinablagerungen bei Alzheimer entstehen. Dr. Christoph Völker und seine Kollegen vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- undMeeresforschung in Bremen untersuchen die Wachstumsbedingungen von Algen und Plankton in den Weltmeeren - ein Baustein im Klimageschehen, der nochkomplexer ist als die Prozesse in der Atmosphäre. Dr. Sandro Jahn vom Geoforschungszentrum Potsdam erforscht mit atomaren Modellen die Materialeigenschaften von Gesteinen bei extremem Druck - ein Schritt zumVerständnis der Dynamik im Innern der Erde.

Zugang zum Superrechner JUBL haben etwa 25 Forschergruppen. "Diese 25 Teams nutzen für ihre Simulationen auf JUBL allerdings rund fünfmal mehr Rechenzeit als die 200 Nutzergruppen von JUMP", erklärt Dr. Norbert Attig, Leiter der Jülicher Abteilung HPC Anwenderunterstützung. Dementsprechend hoch sind die Kriterien, die an die Recheneffizienz der Programme gestellt werden.

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