Technische Höchstleistungen erzielt in den Bereichen Datenarchiv, Klimaberechnungen und Grid-Technologien

Rekord-brechende High Tech ist erfolgreich in der Erdsystemforschung am Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) in Hamburg angewendet worden.

- Das größte Datenarchiv der Welt unter dem freien Linux Betriebssystem wurde in Hamburg vom Weltdatenzentrum für Klima (WDCC) und dem Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ) installiert. Dies wurde auf der internationalen Rangliste der weltgrößten Datenbanken von der Winter Corporation im September bestätigt. NEC installierte das zugrunde liegende Datenbanksystem am DKRZ vor drei Jahren zusammen mit einem 1,5 Teraflops NEC SX-6 Vektorrechner, schnellster Supercomputer für die Klimaforschung in Europa.

- Rechnungen mit höchstem Durchsatz wurden erfolgreich mit einem leistungsstarken neuen CRAY XT3TM Supercomputer durchgeführt. Das komplexe globale Erdsystemmodell ECHAM des MPI-M lief schneller und in höherer Auflösung als je zuvor. Tausende Prozessoren rechneten den Programmcode mit einer Rekordgeschwindigkeit von 1,4 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde (Teraflops).

- Neue Werte bei Optimierung und Verbesserung der Skalierbarkeit des ECHAM-Modellcodes wurden in Zusammenhang mit „GRID“-Technologien von SUN Microsystems erreicht. Nur solche GRID-fähigen Umgebungen erweisen das Potential, erfolgreich die ungeheuren Datenmengen zu verarbeiten, die im MPI-M routinemäßig erzeugt werden und in der WDCC gespeichert werden.

Erdsystem- und Klimaforschung beschäftigt sich mit komplexen Phänomenen in der Atmosphäre, im Ozean und auf Landoberflächen, einschließlich physikalischer, chemischer und biologischer Prozesse innerhalb dieser Bereiche und Rückkopplungen zwischen diesen Gebieten. Diese Phänomene numerisch auf besonders leistungsstarken Computern zu modellieren, ist ein entscheidendes Element der Erdsystemwissenschaften, da die Erde selbst nicht für Experimente verfügbar ist. Die Modellsimulationen wären nicht möglich ohne starke Verbindungen zur IT-Industrie und starken Partnern wie Rechen- und Datenzentren. Solche Kooperationen haben zuletzt rekord - brechende Ergebnisse erzielt.

WDCC Datenarchiv

Das WDCC Datenarchiv am DKRZ hat die unvorstellbare Größe von ca. 220 Terabyte und ist damit zweimal so groß wie die Datenbank einer gut bekannten Suchmaschine. Die Gruppe Modelle und Daten am MPI-M (M&D/MPI-M) und das DKRZ betreiben das WDCC des Internationalen Ausschusses für Wissenschaft. Das WDCC Datenarchiv enthält die neuesten Klimaforschungsdaten über den Status des Klimas und angenommener Klimaänderungen. 115 Terabytes Speicher – das entspricht etwa 24.500 DVDs – werden ausschließlich für die Daten der Simulationen für den neuen IPCC-Report der Vereinten Nationen genutzt, der 2007 erscheinen wird. (IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change).

Schnelle Läufe mit Cray Computern

Das MPI-M erwartet, dass eine CRAY XT3 es ermöglichen würde, die nächste Generation von IPCC-Simulationen in der gleichen realen Zeit wie heute abzuarbeiten, obwohl 120 mal mehr Rechenzeit benötigt werden wird. Dieser Fortschritt verspricht entscheidend gestiegene Ansprüche und Ziele der Wissenschaftler für den neuen Report zu verwirklichen. Die neuesten Ergebnisse wurden vor kurzem veröffentlicht (siehe Pressemitteilung ).

„GRID“-Technologie

Die „GRID“-Technologie ist ein weiteres Feld intensiver Forschungszusammenarbeit. Das MPI-M stellte seinen ECHAM Code Sun Microsystems zur Verfügung, um Optimierung und Skalierbarkeit mit dem Solaris x64 System zu verbessern. Unter Verwendung der Sun Studio Entwicklungswerkzeuge wurde der Code von Sun auf einem „Solarisx64“ Cluster getestet. Erste Simulationen zeigten eine nahezu lineare Skalierbarkeit auf 8 und 16 „SunFire Dual Core Opteron“ Knoten. In Zusammenarbeit mit dem MPI-M beabsichtigt Sun, die Optimierung des ECHAM Codes für eine erheblich höhere Anzahl von Knoten fortzusetzen. Für die fortschrittliche Erdsystemmodellierung fast wichtiger erscheint im Rahmen dieser Zusammenarbeit zwischen Industrie und öffentlicher Forschung die Optimierung und Adaption der Software - Umgebung zur Datenauswertung auf GRID-Systeme.

Kontakt:

Reinhard Budich
Max-Planck-Institut für Meteorologie
e-mail
Fon: 040 41173 369

Dr. Michael Lautenschlager
Gruppe Modelle & Daten
e-mail
Fon: 040 41173 297

Dr. Joachim Biercamp
Deutsches Klimarechenzentrum GmbH
e-mail
Fon: 040 41173 314

Dr. Jörg Stadler
NEC
e-mail
Fon: 0711 780550

Steve Conway
CRAY
e-mail
Fon (mobile): +1 651 592 7441

Stefan Kraemer
SUN MIcrosystems
e-mail
Fon: 02102 4511616

14. November 2005