Erster europäischer Supercomputer der Exascale-Klasse

Am Forschungszentrum Jülich (NRW) ist der erste europäische Supercomputer der Exascale-Klasse am Start. Das System wird eine Rechenleistung von mehr als einer Trillion Rechenoperationen pro Sekunde erreichen. Rund 100 Projekte mit mittelständischen Unternehmen sollen davon bald profitieren.

Den neuen Superrechner haben die Forschenden "Jupiter" getauft. Das Kürzel steht für "Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research". Warum der Superrechner angeschafft wurde, erläutert der Direktor des Jülich Supercomputing Centre Professor Thomas Lippert: "Ohne eigene Maschinen verlieren wir wissenschaftlich und wirtschaftlich den Anschluss. Rechnen bei Hyperscalern reicht nicht: Es ist teuer, Daten liegen außerhalb der EU-Kontrolle, und in der Wertschöpfungskette fehlt Know-how. Europa muss die Basistechnologien selbst bauen und betreiben, um Souveränität und ausreichende Rechenzeit zu sichern." Profitieren sollen von der Anschaffung Wissenschaft, Unternehmen und öffentliche Verwaltung gleichermaßen.

Modularer Aufbau

Bei "Jupiter" setzt das Forschungszentrum Jülich auf Modularität. Die Rechenzentren selbst bestehen aus vorgefertigten Containern. Innerhalb dieser Einheiten lassen sich Hardware-Komponenten austauschen, während die Software über definierte Schnittstellen verfügt. Auf Systemebene verbindet ein gemeinsames Hochgeschwindigkeitsnetzwerk die Module zu einem einheitlichen Adressraum. Künftig soll sich die Architektur dynamisch je nach Aufgabe konfigurieren lassen - mit der passenden Mischung aus CPU, GPU, Booster oder Cluster.

Training großer KI-Modelle

Jupiter soll auch für das Training großer KI-Modelle eingesetzt werden. Ein Mixture-of-Experts-Modell mit etwa einer Billion Parametern ist laut Lippert in rund drei Monaten trainierbar. Europäische Ansätze wie die des französischen KI-Start-ups Mistral senken den Trainings-Aufwand deutlich bei gleicher Qualität. Jupiter verfügt über zehntausende eng gekoppelte Prozessoren und kann damit das KI-Training zusätzlich beschleunigen.

Der Superrechner läuft im Regelbetrieb bei etwa zehn Megawatt. "Gemessen an der Leistung effizient", sagt Lippert. Der Strom wird äquivalent grün beschafft. Abwärme wird zum Heizen genutzt; ein Projekt zur Stromerzeugung aus Niedertemperatur-Abwärme läuft. Höhere Kühlmittel-Temperaturen versprechen künftig zusätzliche Effizienzgewinne.

Nutzung durch mittelständische Unternehmen

Es gibt ein Industry-Relations-Office und etwa 30 Industrieprojekte. Mit der Jupiter AI-Factory "JAIF", entstehen Services, um Modelle zu nutzen und zu entwickeln; Ziel sind in ein bis zwei Jahren rund hundert Projekte mit kleinen und mittelständischen Unternehmen. "Der Weg ist teils steinig, weil die Nutzung öffentlicher Maschinen durch Firmen regulatorisch komplex ist - hier soll 'JAIF' die Rampe sein", erläutert Lippert.

Die Öffnung für Industrieprojekte hat laut Lippert strategische Bedeutung: "In der Wirtschaft geht es um eigene Methoden und Produktionsmittel, damit Wertschöpfung in Europa bleibt. Nötig sind klare Ziele und der Wille, Großes zu bündeln, statt Mittel zu verstreuen. Die klare Vision: Souveränität und Innovation." Für Wissenschaftler sieht der Supercomputing Centre-Direktor die Anschaffung als unverzichtbar an: "Komplexe Systeme lassen sich ohne solche Maschinen nicht erforschen; Jupiter macht diese Methodik erst möglich".

Das Forschungszentrum Jülich ist eine nationale Forschungseinrichtung zur interdisziplinären Forschung in den Bereichen Energie, Information und Bioökonomie. Mit rund 7.250 Beschäftigten in elf Instituten und 80 Institutsbereichen gehört es als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren zu den größten Forschungseinrichtungen Europas. Der Hauptsitz des Forschungszentrums liegt in Nordrhein-Westfalen im Städtedreieck Aachen / Köln / Düsseldorf am Rande der früheren Kreisstadt Jülich.

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