Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart gewinnt amerikanischen Forschungspreis

Zum zweiten Mal nach 1999 haben Wissenschaftler des Höchstleistungsrechenzentrums Stuttgart (HLRS) den HPC Challenge Award gewonnen. Der Preis wird alljährlich in den USA im Rahmen der Supercomputer Konferenz, die in diesem Jahr in Phönix stattfand, vergeben und zeichnet Wissenschaftlergruppen aus, die ihre Simulation auf verteilten Höchstleistungsrechnern weltweit durchführen. Das HLRS hatte für die Konferenz im November gemeinsam mit der Indiana University ein Team zusammengestellt, das eine globale DNA-Analyse von Gliederfüßlern durchführte. Gemeinsam mit 22 Partnern wurde ein weltumspannendes Netz von Supercomputern errichtet, dessen rechnerische Leistung mehr als 12 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde erreichte.

Die Untersuchung der DNA von Gliederfüßlern stellt einen nächsten wissenschaftlichen Schritt beim Verständnis genetischer Zusammenhänge dar. Es ging hier um die Frage, inwieweit alle sechsbeinigen Gliederfüßler zu einer Familie gerechnet werden können. Diese Fragestellung wird derzeit unter Evolutionsbiologen heftig diskutiert. Die größte Hürde zur Beantwortung dieser Frage bildete bisher die zur Verfügung stehende Computerzeit. Das zur Analyse verwendete Programmpaket fastDNAml wurde von der Indiana University parallelisiert. Experten des HLRS nahmen weitere Optimierungen vor, um die Leistungsfähigkeit auf den eingesetzten Vektorrechnern zu erhöhen. Die mit weltweiter Vernetzung durchgeführte Analyse hat bereits wertvolle Ergebnisse geliefert; vor einer endgültigen Beantwortung der Frage sollen jedoch noch weitere Rechenläufe durchgeführt werden.

Die grundlegende Software für die Kopplung der weltweit 22 Rechnersysteme stammt aus Stuttgart. Dort wird seit sieben Jahren eine Software entwickelt, die die Kommunikation zwischen verteilten Supercomputern möglich macht, ohne dass die beteiligten Wissenschaftler sich um die Details kümmern müssen. Programmatisch wird das Tool in Stuttgart PACX genannt – was als Symbol für die friedliche Nutzung von Höchstleistungsrechnern steht. Speziell für dieses ambitionierte Vorhaben in der DNA-Analyse wurde auch Software entwickelt, um die Handhabung der Anwendung und die Fehlertoleranz zu verbessern.

Die Verwendung von Visualisierungssoftware und Videokonferenztools war für die Durchführung des Projektes unerlässlich, da sich die beteiligten Wissenschaftler auf Einrichtungen in fünf Kontinenten verteilten. Das Netzwerk reichte von Fairbanks in Alaska bis nach Australien und von Japan und Korea über Europa, Nordafrika nach USA und Brasilien. Mit diesem Netzwerk leistet das HLRS auch einen Beitrag zur Integration wissenschaftlich weniger stark entwickelter Länder.

Bereits 1999 hatte das HLRS den NSF Award für verteiltes Höchstleistungsrechnen erhalten. Die erneute Auszeichnung beweist, dass man sich seitdem nicht auf den Lorbeeren ausgeruht hat.

Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Michael Resch
Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart
Tel. 0711/685 5834
e-mail: resch@hlrs.de