Ein Supercomputer für das Universum
Eine Zürcher Forschungsgruppe stellt sicher, dass Satelliten ihren Weg ins All finden. Fünftausend Computer helfen ihnen dabei.
Wie im Film sieht es aus: Inmitten von summenden und blinkenden Gitterschränken steht Douglas Potter. Er ist Gruppenleiter des IT-Systems der Universität Zürich und herrscht über all die Kabel, Lichter und Schränke. Er ist der Chef des Supercomputers, der grosse Datenmengen innert kurzer Zeit vearbeiten kann. Da immer mehr Institute der Universität Zürich die Server beanspruchen, bauen Potter und sein Team hier ständig noch mehr Server in die Schränke ein, die man im Fachjargon «Nodes» nennt. «Nodes sind wie Subcomputer, die alle zusammen einen Hochleistungsrechner bilden», erklärt der Astrophysiker Joachim Stadel.
Europas schnellster Supercomputer
Das Büro von Stadel ziert neben einer Wand voller Formeln auch ein grosses schwarzes Bild mit gelben Punkten. Was wie abstrakte Kunst aussieht, bildet aber einen Teil des Universums ab. Denn Joachim Stadel arbeitet gerade an der Vorbereitung für den Start des Satelliten Euclid. Damit dieser 2021 seine Reise ins Weltall antreten kann, müssen er und sein Team wissen, was in der unbekannten Umgebung auf den Satelliten zukommen wird. Dazu haben sie eine Simulation des Universums mithilfe physikalischer Formeln, numerischer Codes und dem Hochleistungsrechner Piz Daints kreiert. Piz Daints steht in Lugano und rechnete für die Simulation des Weltalls rund 80 Stunden. Klingt nicht nach viel. Allerdings liefen dabei fünftausend Nodes gleichzeitig, um rund zwei Trillionen Makropartikel, sinnbildlich für die dunkle Materie, und 25 Milliarden Galaxien zu einem Universum zu vereinen. «Würde man nur einen Computer nehmen, hätte die Berechnung der Simulation über zwei Millionen Stunden gedauert. Das sind mehr als zweihundert Jahre», rechnet Potter vor. Bei diesem Projekt liefen aber während 80 Stunden fünftausend Rechner gleichzeitig.
Durch die grosse Nachfrage nach dem schnellsten Supercomputer in Europa warten Forschende oft geduldig in einer Warteschleife, bis die Maschine die Daten einliest. So kann die Datenbearbeitung gut und gerne auch mal mitten in der Nacht losgehen, denn Piz Daints arbeitet rund um die Uhr. Während der Bearbeitung wird der Hochleistungsrechner in Lugano mit Argusaugen beobachtet: «Durch einen Fehler des Hochleistungsrechners gehen wertvolle finanzielle Ressourcen und Zeit verloren. Die Berechnungen werden deshalb, egal zu welcher Uhrzeit, genauestens überwacht», sagt Potter. Er hat sogar ein eigene Applikation geschrieben, das beim Start der Datenverarbeitung sein Smartphone alarmiert.
Bis zu 40 Grad Raumtemperatur
Natürlich steht auch in der Uni Zürich ein Hochleistungsrechner. Der kleine Bruder von Piz Daints, Z-Box 4, befindet sich hinter einer unscheinbaren Tür am Irchel. Auf engem Raum stapeln sich viele Computer, die der betrachtenden Person ihr Innenleben offenbaren. «Wenn alle Computer laufen, wird es ziemlich laut und bis zu vierzig Grad heiss», sagt Stadel. An diesem Hochleistungsrechner dürfen auch Studierende ihre ersten Gehversuche in High Performance Computing wagen. Lediglich ein Dutzend waren es letztes Semester. Für die beiden Männer ist aber klar, dass die Verarbeitung von grossen Datenmengen, «Big Data» eben, in Zukunft immer wichtiger wird.