Schnell wie Oscar

News: Schnell wie Oscar

Ob das Knacken hochgeheimer Verschlüsselungsverfahren oder eine langfristige Wettervorhersage - noch immer gibt es Aufgaben, mit denen normale Personal-Computer nicht fertig werden. Das liegt an den ungeheuren Mengen von Daten, die verarbeitet werden müssen. Als Testsystem für derartige Probleme wie geschaffen ist der neue sogenannte Personal Cluster Compute Server, den eine Gruppe von Chemnitzer Informatikern um Prof. Dr. Wolfgang Rehm zusammengebaut hat.

Der Computer besteht aus ganz normalen PC-Bausteinen und ist mit insgesamt 16 Pentium-Pro- bzw. Pentium-II-Prozessoren ausgestattet. Die Wissenschaftler der TU Chemnitz optimieren ständig die Komponenten des komplexen Verbindungsnetzes; ebenso die Software, die diese Verbindungen steuert. Zudem schafften sie es, das Gesamtsystem für Weiterentwicklungen offen zu halten. Dieser Aufbau, für den Rehm den Namen OSCAR (Offene skalierbare Cluster-Architektur) prägte, ist der eigentliche Grund für die Schnelligkeit. Allerdings hat man auch bisher schon Personal-Computer zu größeren Einheiten zusammengeschaltet, etwa nach dem ATM- (Asynchronous Transfer Mode, eine Art Breitband-ISDN) oder dem Ethernet-Standard, der häufig im Internet verwendet wird. Doch derartige Rechner sind langsamer: Sie können nur zwischen 155 Millionen und 622 Millionen Zeichen in der Sekunde übertragen. Ein OSCAR-Rechner-Komplex dagegen nutzt sowohl den neueren SCI- (Scalable Coherent Interface, etwa: erweiterbare zusammenhängende Verbindung) Standard als auch das hochleistungs-fähige Verbindungssystem "Myrinet". Spielend steigen damit die Übertragungsraten auf das drei- bis zehnfache – nämlich auf fast zwei Milliarden Zeichen in der Sekunde. Ein wesentlicher Grund für die besondere Eignung des Chemnitzer Testsystems "OSCAR-III" ist die Kombination mehrerer Kommunikationstechnologien. So manche Schallmauer am Computerhimmel wird damit durchbrochen. Deshalb bringen OSCAR-Computer nicht nur mehr Leistung, auch die Einsatzmöglichkeiten erhöhen sich ganz wesentlich.

So läßt sich die Ausbreitung eines Brandes auf dem neuen Computer-Server leicht nachahmen. Dies gilt gemeinhin als extrem schwierig, da Gleichungen mit mehreren Millionen Unbekannten nach einer besonderen Verfahrensweise, der Finite-Elemente-Methode, berechnet werden müssen. Schon die Software für derartige Simulationen stellt besonders hohe Anforderungen. Sie war von Mathematikern unter Leitung des Chemnitzer Professors Arnd Meyer entwickelt und von den Informatikern eigens an symmetrische Multiprozessor-Clustersysteme angepaßt worden. Eine solche Brandsimulation ist für Feuerwehren und Versicherungen von großem wirtschaftlichem Interesse, läßt sich doch so etwa klären, ob eine Brandstiftung oder ein Unglücksfall vorliegt. Der OSCAR-Computer aus Billigbausteinen des Massenmarktes war dabei extrem schnell – er schaffte mehr als 1,3 Milliarden Fließkommarechnungen pro Sekunde. Auf der CeBIT zeigen die Chemnitzer Mathematiker noch weitere Simulationen (Halle 22, Stand C25).