Sie sind die heimlichen Stars unter Jülichs Großgeräten: Supercomputer. JUWELS und JURECA zählen aktuell zu den schnellsten Rechnern der Welt. Ihre Leistung wird noch getoppt von JUPITER, der zurzeit auf unserem Campus entsteht – gewaltige Rechenpower für Big Data und Künstliche Intelligenz.

JUPITER wird der erste europäische Exascale-Rechner. Er kann pro Sekunde über eine Trillion Rechenoperationen mit doppelter Genauigkeit ausführen, bei KI Workloads sogar noch deutlich mehr. Damit ist er beispielsweise für die Klimaforschung oder das Training großer KI-Modelle ein herausragendes Werkzeug.

JUPITER: erster Exascale-Supercomputer Europas

Mit „Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research“, kurz JUPITER, wird das Forschungszentrum Jülich Standort des ersten europäischen Exascale-Rechners. Als einer der stärksten KI-Superrechner der Welt wird Jupiter wissenschaftliche Simulationen auf eine neue Stufe heben – ein Fortschrittstreiber für Deutschland und Europa, der technologische und digitale Souveränität sichert.

Eine Trillion Rechenoperationen pro Sekunde soll JUPITER schaffen und steckt damit 1 Million moderne Smartphones locker in die Tasche. Jülichs neue Nr. 1 wird damit Durchbrüche in der Künstlichen Intelligenz ermöglichen und neue Türen für die Forschung aufstoßen. Schon unsere beiden aktuellen Superrechner JUWELS und JURECA helfen mit ihrer Rechenleistung, komplexe Forschungsfragen zu beantworten. Zum Beispiel wie potenzielle Wirkstoffe an einem Rezeptor andocken, wie sich das Klima verändert, wie sich Galaxien bilden oder wie Halbleiter- und Energiematerialien funktionieren. All dies und noch mehr simulieren Wissenschaftler:innen auf Superrechnern.

Ein Baukasten für Superrechner

Forschung, die die großen Herausforderungen der Zukunft im Blick hat, kommt ohne die Rechenboliden nicht aus. Nur sie bewältigen die riesigen Datenmengen, die Forscher:innen durch immer genauere Messmethoden und Verfahren gewinnen. Simulationen auf Superrechnern ermöglichen Erkenntnisse, die rein experimentell oder theoretisch nicht zu erlangen sind. Über das Gauss Centre for Supercomputing bietet das Jülich Supercomputing Centre (JSC) Rechenzeit auf höchster Ebene auch Akteur:innen außerhalb des Forschungszentrums Jülich an.

Forschungsinfrastruktur

Supercomputer

Die Jülicher Supercomputer JUWELS und JURECA gehören zu den aktuell leistungsstärksten Rechnern der Welt. Genutzt werden sie von Wissenschaftler:innen des Forschungszentrums sowie Forschungsgruppen in ganz Europa.

Exascale-Computer

Giga, Tera, Peta, Exa – etwa alle zehn Jahre steigert sich die Leistung der schnellsten Rechner um das Tausendfache. Mit JUPITER wird das Forschungszentrum Jülich zum Standort des ersten Exascale-Rechners in Europa.

HPC-Technologie

Das Jülich Supercomputing Centre ist Vorreiter bei der Entwicklung von High Performance Computing (HPC). Dabei können Superrechner je nach Bedarf neu kombiniert werden, etwa mit Quantencomputern und neuromorphen Systemen.

Schwerpunkte

KI und Deep Learning

Künstliche Intelligenz (KI) erlebt gerade einen Boom. In Jülich machen Expert:innen die Technologie fit für die Anwendung. Denn KI kann helfen, Krebs besser zu erkennen oder das Wetter und Naturkatastrophen zuverlässiger vorauszusagen.

Modellierung und Simulation

Durchbrüche in Forschungsfragen wie dem Klimawandel oder den Materialwissenschaften gelingen oft durch Computersimulationen. Dabei werden die Rechner mit enormen Datenmengen gefüttert – kein Problem für JUWELS und JURECA in Jülich.

Big data analytics

Moderne Forschung von der Kernphysik über Meteorologie bis zu den Lebenswissenschaften produziert enorme Datenmengen, die häufig nur noch von Supercomputern der höchsten Leistungsklasse analysiert und verarbeitet werden können.

Mit nationalen und internationalen Partnern erproben und entwickeln wir am Jülich Supercomputing Centre zudem neue Konzepte und Technologien für die Superrechner der nächsten Generation. Sie werden verschiedene Technologien vereinen, die sich je nach Anforderung unterschiedlich kombinieren lassen – eine in Jülich entwickelte, dynamische modulare Supercomputing-Architektur macht dies möglich. Nach dem Baukastenprinzip werden dabei digitale Supercomputer mit Quantenrechnern und neuromorphen Systemen zusammengeschaltet. Es entstehen neuartige Rechner, die sich flexibel für unterschiedliche Forschungsansätze nutzen lassen.

Einen steigenden Bedarf an Rechenleistung verzeichnet nicht nur die Wissenschaft, sondern auch die Industrie. Der Exascale-Supercomputer JUPITER ist ein Fortschritttstreiber für Deutschland und Europa, der technologische und digitale Souveränität sichert. Mit ihm entwickeln wir transparente und demokratische KI-Modelle und stärken damit die europäische Wettbewerbsfähigkeit und Unabhängigkeit.

EXPERTISE IM HÖCHSTLEISTUNGSRECHNEN

Jülich Supercomputing Centre

Rechner, die zu den schnellsten der Welt gehören, und ganz viel Know-how im Höchstleistungsrechnen – das Jülich Supercomputing Centre stellt auch externen Forscher:innen Rechenzeit und Services zur Verfügung. Wenn gewünscht sogar auf Quantenrechnern: Mit JUNIQ bieten wir die erste Infrastruktur für Quantencomputing in Europa.

Helmholtz AI

In den Neurowissenschaften entstehen heute riesige Datenmengen, bei deren Auswertung Methoden der Künstlichen Intelligenz helfen. Die Wissenschaftsplattform Helmholtz-AI fördert die interdisziplinäre Zusammenarbeit an der Schnittstelle zwischen KI, Hochleistungs-Computern (HPC) und den Neurowissenschaften innerhalb der Helmholtz-Gemeinschaft.

CASA

Die Chancen einer digitalisierten Gesellschaft, eines klimafreundlichen Energiesystems und einer ressourcenschonenden Wirtschaft erforschen Wissenschaftler:innen am Centre for Advanced Simulation and Analytics, kurz CASA. Sie verbinden ihre Expertise in Daten- und Simulationswissenschaften, KI und Deep Learning mit Höchstleistungsrechnen.

Sparsam wie das Gehirn

Bei all dem behalten wir auch die Energieeffizienz der Supercomputer im Blick. Denn mittlerweile haben Rechenzentren einen Anteil von knapp vier Prozent am deutschen Stromverbrauch, Tendenz steigend. Aus diesem Grund arbeiten an effizienten Computertechnologien, um das Höchstleistungsrechnen zukunftsfähig zu machen. Mit Erfolg: Ein erster Baustein unseres Exascale-Rechners JUPITER landete im Mai 2024 beim Green500-Ranking der energieeffizientesten Computer aus dem Stand auf dem ersten Platz. So kann die „KI-Revolution“ grün werden.

Um die Rechner noch sparsamer zu machen, gehen Forscher:innen in Jülich neue Wege und nehmen sich unser Gehirn zum Vorbild. Das Denkorgan löst bestimmte Aufgaben nämlich wesentlich energiesparender als die Superrechner. Neuromorphe Systeme, wie wir sie in Jülich entwickeln, werden die Computertechnologie revolutionieren.

JUWELS ist ein Superrechner der Extraklasse. Seine modulare Architektur erlaubt die Kombination unterschiedlicher Rechnertypen. Mehr dazu im Video: