Bilderserie: Schnell wie 140.000 Laptops: Der neue Superrechner

Am 18. Juni wurde in Dresden möglicherweise ein neuer Meilenstein der Computertechnologie erreicht. In der Elbstadt ging die "International supercomputing Conference" über die Bühne.

An der Spitze der Weltrangliste der schnellsten Rechner konnte sich der RoadRunner platzieren - und mit einer Rechenleistung von mindestens einer Billiarde Operationen pro Sekunde (1 Petaflop/s) wird er sich voraussichtlich eine Weile dort oben festsetzen.

Das aus fast 20.000 Prozessoren zusammengeschraubte Gerät wäre auf Anhieb mehr als doppelt so schnell wie der bisherige Spitzenreiter. Der Computer entsteht derzeit am Los Alamos National Laboratory und wird zuvorderst für die Sicherheit der USA rechnen.

Hersteller des Superrechners ist IBM.

Angesichts dieses Vorsprungs bleibt SAP-Sprecher Hans-Jürgen Rehm gelassen: "Wenn der RoadRunner seine Höchstleistung nicht rechtzeitig im Juni erreicht, dann schafft er den Sprung an die Spitze der Top 500 eben am 18. November in Austin."

Die Top-500-Liste wird seit 1993 herausgegeben. Der Blick auf die vorherigen Versionen macht den Fortschritt der Computer- und Chiptechnologie so deutlich wie kaum ein anderer Gradmesser.

Ein Petaflop sind 1.000.000.000.000.000 Rechnungen in der Sekunde. Kurz gesagt: Zehn hoch fünfzehn.

Das Kürzel Flop/s steht für Gleitkomma-Operationen pro Sekunde (Floating point operations per second). Eine solche Rechnung wäre zum Beispiel 2,413 mal 42.

Zum Verständnis: Ein Mensch schafft etwa ein Flop pro 1,5 Minuten, also 0,01 Flop/s.

Die Z3 von Konrad Zuse, der erste programmierbare Rechner der Welt, schaffte 1941 etwa 0,3 Flops pro Sekunde, ein Petaflop/s ist mehr als 3000 Millionen mal schneller.

Anders gesagt: Für das, was der neue Rechner in einer hundertstel Sekunde wegschafft, würde die Z3 mit ihren 2000 Relais rund eine Million Jahre werkeln - und würde dabei ganz sicher vorzeitig auseinanderfallen.

Handelsübliche Rechner und Laptops aus dem Ladenregal schaffen etwa acht Gigaflops pro Sekunde und sind damit mehr als 140.000 Mal langsamer als der RoadRunner.

Die Luft am Gipfel der Top 500 Superrechner-Liste ist dünn. Nur wenige Hersteller haben das Know-How, derartiges zu bauen - und nur wenige Abnehmer das nötige Geld. Die US-Regierung ist einer der treibenden Finanziers, IBM der leistungsfähigste Konstrukteur.

Im Juni 1993 haben Mannheimer Informatiker die erste Top-500-Liste herausgegeben. Mittlerweile ist sie der bekannteste und viel beachtete Gradmesser der Branche. Viele Forscher und Medien blicken an den Stichtagen gebannt auf die Seiten.

Kurz vor dem Stichtag herrscht bei Ingenieuren und Programmieren hektische Betriebsamkeit: Die frisch installlierten Rechner müssen auf Höchstleistung getrimmt werden, um vordere Plätze einzunehmen, die sie oft schon sechs Monate später wieder einbüßen.

Einen Meilenstein der Rechner-Geschichte markierte der ASCI Red. Er knackte als erster die Teraflop-Grenze - das sind eine Billion Operationen pro Sekunde. Damit war der ASCI schon 1996 etwa 140 Mal so schnell wie ein fixer Laptop von heute.

Die Entwicklung des ASCI zeigt, wie eng die Computerentwicklung mit dem Militär verknüpft ist.

Bis 1996 zündete Frankreich fast 200 Bomben im Mururoa-Atoll, danach gab es einen umfassenden Atomtest-Stop. Künftig wollte das US-Militär Rechner haben, um Fragen an theoretischen Modellen durchrechnen zu können.

Unter anderem sollte die Haltbarkeit der US-Atombombem simuliert werden können. Schnelle Rechner mussten her - und werden auch in Zukunft gebraucht.

Vor allem von den USA. Die Amerikaner besitzen 283 der 500 schnellsten Systeme (Deutschland hat immerhin 31) und sind auch führend in deren Entwicklung.

Der neue RoadRunner wird aus 6912 Dual-Core-Prozessoren von AMD zusammengefügt. Diese sind mit 12.960 Cell-Prozessoren von IBM verknüpft - eine neue Kombination.

Die Rechenwerke werden auf große Platinen gesetzt, die nach und nach in Regalen und Schränken zu einem großen Verbund (Cluster) zusammenwachsen.

Mit 3,9 Megawatt verbraucht der RoadRunner so viel wie 39.000 100-Watt-Glühbirnen. Die einzelnen Einheiten sind über extrem schnelle Infiniband-Datenleitungen miteinander verknüpft.

Nach den Tests bei IBM waren etwa 20 Trucks nötig, um die Teile nach New Mexico zu bringen.

Der von IBM, Sony und Toshiba entwicklete Cell-Prozessor gehört zu den derzeit schnellsten Rechenwerken. Er dürfte allen Playstation 3-Nutzern bekannt vorkommen.

Ein Cell vereint neun Kerne, von denen einer die übrigen acht kontrolliert. Jeder dieser acht SPEs (Synergistig Processing Elements) hat wiederum einen schnellen Arbeitsspeicher.

Inzischen machen sich zahlreiche Forscher die Kraft der Chips zunutze und hängen mehrere Playstations zusammen - dabei wird es ihnen nicht nur ums daddeln gehen.

Sein Platz an der Spitze ist dem RoadRunner gewiss - doch für wie lange? Alle 14 Monate verdoppelt sich die Leistung der jeweils besten Rechner. Außerdem scheint es eine Regel zu geben, nach der sich die Rechenkraft auf Platz eins alle elf Jahre vertausendfacht.

Bei profanen Laptops vollzieht sich die Entwicklung etwas langsamer. Hier müssen wir uns wohl noch bis 2014 gedulden, dann wird es Rechner für den Hausgebrauch mit einem Teraflop/s geben - so viel wie der ASCI Red schon 1996 hatte. (Bilder: AP, dpa, pixelio)