Universität Ulm bekommt neuen Supercomputer

Ein neuer Hochleistungs­rechner wird an der Universität Ulm aufgebaut. Möglich gemacht hat „Justus 3“ die Deutsche Forschungs­gemeinschaft (DFG) mit der Bewilligung von 2,1 Millionen Euro für einen Großgeräte­antrag der Uni. Die DFG trägt damit die Hälfte der Gesamt­fördersumme von 4,2 Millionen Euro. Die andere Hälfte umfasst eine Gegen­finanzierung des Landes von 1,5 Millionen Euro sowie Investitions­anteile der Universitäten Ulm und Stuttgart in Höhe von 400.000 und 200.000 Euro. Genutzt werden die Dienste des Rechners für mehr als einhundert Forschungsprojekte aus den Landesuniversitäten und -hochschulen, und zwar schwerpunktmäßig für die Batterie­forschung und Quanten­wissenschaften.

Der Supercomputer Justus 3, ursprünglich benannt nach dem deutschen Chemiker Justus von Liebig, wird noch leistungsfähiger und energie­effizienter sein als sein Vorgänger. „Der neue Hochleistungs­rechner soll außerdem neueste Technologietrends aus dem High Performance Computing aufgreifen und nachhaltiger zu betreiben sein“, sagt Joachim Ankerhold, Vizepräsident für Forschung an der Universität Ulm. Geplant ist beispielsweise eine Warmwasser­kühlung und die Nutzung der Abwärme für die Gebäudeheizung.

Wissenschafts­ministerin Petra Olschowski sagt: „Baden-Württemberg ist beim Supercomputing europaweit führend. Insbesondere für das Hochleistungs­rechnen in der Theoretischen Chemie sowie in der Quanten- und Festkörperphysik leistet die Universität Ulm einen bedeutenden Beitrag. Der neue Hochleistungs­rechner Justus 3 wird das Supercomputing nicht nur an der Universität Ulm auf die nächste Ebene heben: In den Zukunfts­bereichen Quanten­technologie und Batterie­forschung steht die Rechen­kapazität allen Landes­hochschulen zur Verfügung – und stärkt dadurch unseren Innovationscampus QuantumBW sowie den Forschungs­standort Baden-Württemberg.“

Die genauen technischen Kennzahlen des künftigen Hochleistungs­rechners werden nach dem Abschluss der nun anlaufenden EU-weiten Ausschreibung bekannt, denn das System ist äußerst komplex und besteht aus zahlreichen Hard- und Software­komponenten. „Vorgesehen ist, die Ausstattung auf die Nutzeranforderungen abzustimmen und dabei auch zukünftige Bedarfe – beispielsweise für den Einsatz von KI-gestützten Methoden – zu berücksichtigen“, erklärt Jürgen Salk. Der Physiker, der im Kommunikations- und Informations­zentrum der Universität Ulm (kiz) den Bereich Scientific Software & Compute Services leitet, hat gemeinsam mit seinem Team den Förderantrag koordiniert und verfasst. Aktiv unterstützt wurde das Team dabei durch mehr als vierzig wissenschaftliche Arbeitsgruppen aus sieben Landes­universitäten mit der Darstellung zukünftiger Forschungsvorhaben, in denen das neue System eingesetzt werden wird. Justus 3 adressiert Rechnerbedarfe für fachspezifische Anwendungen mit außerordentlich langen Laufzeiten sowie einem hohen Bedarf an Hauptspeicher und hochleistungs­fähigen lokalen Dateisystemen.

Die Forschergruppen, die mit dem Rechner arbeiten wollen, kommen insbesondere aus der Theoretischen Chemie, der Quanten- und Festkörperphysik. Viele von ihnen kooperieren in landesweiten multi­disziplinären Forschungs­verbünden miteinander. Dazu gehört beispielsweise der Batterieforschungs-Exzellenzcluster POLiS und das Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST) sowie die landesweite Innovations­allianz QuantumBW. Einsatzgebiete reichen dabei von der Erforschung neuer Batterie­materialien und Technologien zur nachhaltigen Energie­speicherung über die Entwicklung quanten­basierter Technologien zur Anwendung in Quanten­sensoren und -computern bis hin zur biochemischen Wirkstoffforschung. 

Eine Schlüsselrolle spielt dabei die computer­basierte Modellierung von molekularen Wechsel­wirkungen und quanten­mechanischen Effekten auf atomarer Ebene sowie Datenanalysen mit immens großem Umfang. „Bislang entstanden mit Hilfe der Justus-Rechner mehr als 1300 wissen­schaftliche Publikationen. Dies ist ein beeindruckender Beleg für die erfolgreiche gemein­schaftliche Nutzung des Superrechners“, erklärt Michael Weber, Präsident der Universität Ulm. Übrigens gehörten bereits die Vorgängermodelle zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme zu den 400 leistungsstärksten Super­computern der Welt. Justus 2 hat 33.696 CPU-Kerne und kommt auf eine Höchstleistung von zwei Petaflops. Dieses System soll durch Justus 3 abgelöst werden, um über das Jahr 2025 hinaus einen verlässlichen Forschungs­betrieb mit hoher Verfügbarkeit und möglichst bedarfs­gerechter Kapazität an Rechen­ressourcen gewährleisten zu können.

U. Ulm / JOL