JUPITER: Einer für alles

In Jülich geht Europas erster Exascale-Rechner an den Start: JUPITER. Der vielseitige Supercomputer wird eine der weltweit stärksten KI-Maschinen sein und eröffnet neue Möglichkeiten für die Simulation komplexer Systeme. Die Anwendungen reichen vom Quantenkosmos bis zu Fragestellungen der Energiewende.

Im Jahr 1965 hielt der erste Supercomputer Einzug in Europa. Der CDC 6600 am Forschungszentrum CERN konnte pro Sekunde drei Millionen Rechenoperationen durchführen. Jedes Smartphone würde diese Leistung heutzutage um unzählige Größenordnungen übertreffen. Und nun, 60 Jahre später, geht am Jülich Supercomputing Centre (JSC) der Urururenkel des CDC 6600 an den Start: JUPITER. Er wird als erster Rechner in Europa die magische Grenze von einer Trillion Rechenoperationen brechen – das ist eine 1 mit 18 Nullen. Das entspricht etwa einer Million moderner Smartphones oder rund einer Billion Exemplaren des CDC 6600. JUPITER stößt damit in die Klasse der Exascale-Rechner vor.

Künstliche Intelligenz auf dem Supercomputer

Chelsea Maria John braucht die Rechenpower von JUPITER, um Open-Source- Sprachmodelle zu entwickeln.

Gehirnzellen, im Elektronenhirn simuliert

Thorsten Hater will den Exascale-Rechner nutzen, um Prozesse im menschlichen Gehirn realistischer zu simulieren.

Quantencomputer, simuliert auf dem Supercomputer

Dennis Willsch blickt mit dem Supercomputer in die Welt der Quanten und simuliert universale Quantencomputer.

Von der Wettervorhersage zur Klimasimulation

Sabine Grießbach möchte mit JUPITER detaillierte Klimaprognosen erstellen.

Doch JUPITERs Rekordgeschwindigkeit ist kein Selbstzweck: Die Simulationen, die auf dem Giganten laufen, ermöglichen Einblicke, die rein experimentell oder theoretisch nicht zu erlangen sind. Als computertechnisches Multitalent bewältigt JUPITER eine Vielzahl unterschiedlichster Anwendungsfälle. Dabei geht es um die großen Herausforderungen der Zukunft, vom Kleinsten bis zum Größten: vom Verhalten einzelner Quanten bis hin zu globalen Klimamodellen, von molekularen Vorgängen in Nervenzellen bis zu großen Sprachmodellen.

Die flexible Architektur von JUPITER ermöglicht eine große Bandbreite von Anwendungen. Das Boostermodul des Superrechners arbeitet auf Basis von Grafikprozessoren (GPUs), die besonders geeignet sind für eine Vielzahl hochparalleler Anwendungen, wie hier vorgestellt. Das Clustermodul hingegen eignet sich für variablere Aufgabenstellungen mit komplexen Ausführungsmustern, wie zum Beispiel für manche Physiksimulationen zu Wechselwirkungen von Elementarteilchen in Atomkernen. Mit dem Ansatz ist JUPITER gut aufgestellt und kann sowohl klassische HPC-Simulationen (High Performance Computing) als auch fortschrittliche Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) bedienen.

Text: Arndt Reuning/Fotos: Forschungszentrum Jülich, Sascha Kreklau, Bernd Nörig/Grafiken: SeitenPlan mit Material von Shutterstock.com