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Simulationen mit Europas schnellstem Supercomputer

Hazel Hen

23.11.2015

Der Stuttgarter Höchstleistungsrechner Hazel Hen erlaubt effiziente Computer-Simulationen und gehört zu den leistungsfähigsten HPC-Systemen weltweit.

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Simulationen mit Europas schnellstem Supercomputer

Hazel Hen

Hazel Hen, der Höchstleistungsrechner des Höchstleistungsrechenzentrums der Universität Stuttgart (HLRS), ist der schnellste Supercomputer Europas. Auf den neuesten Ranglisten der weltweit leistungsfähigsten HPC-Systeme (High Performance Computing), die letzte Woche auf der Supercomputing Conference 2015 in Austin, TX veröffentlicht wurden, schaffte es Hazel Hen gleich zwei Mal in die Top-Ten. In der TOP500-Liste, die die Rechengeschwindigkeit der HPC-Systeme mittels des Linpack-Benchmarks testet, belegte der HLRS-Rechner mit seiner Leistung von 5,64 Petaflops (Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde) den 8. Rang, und im HPCG-Benchmark (High Performance Conjugate Gradient), der die Rechenperformance des Systems unter “realen Anwendungsbedingungen“ testet (138 Teraflops), schaffte es Hazel Hen sogar auf Platz 6. Damit ist der Stuttgarter Supercomputer, ein CRAY XC40-System, der schnellste Höchstleistungsrechner in Europa.

Hazel Hen

Die Bedeutung der Computer-Simulation nimmt in Wissenschaft, Forschung und Industrie stetig zu. Gerade in der Industrie hat sich die Verfügbarkeit von Höchstleistungsrechnern und die Fähigkeit, diese effizient einzusetzen, zu einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor entwickelt. Mit dem Supercomputer Hazel Hen, der im Oktober 2015 am HLRS offiziell in Betrieb genommen wurde, steht an der Universität Stuttgart für diese Herausforderungen ein Rechnersystem von Weltklasse zur Verfügung. Die vom HLRS angebotenen Technologien und Dienstleistungen ermöglichen es Anwendern aller Genres aus Wissenschaft und auch aus der Industrie, das Leistungsvermögen des HLRS-Rechners für ihre jeweiligen Zwecke mittels eines Pay-per-use-Modells nutzen. „Wir freuen uns sehr, es in die Top-10 der TOP500 geschafft zu haben. Unser hervorragendes Abschneiden im HPCG-Benchmark ist uns jedoch viel wichtiger, denn für uns steht der Nutzen unserer Technologien für unsere Anwender an vorderster Stelle“, betonte Prof. Michael Resch, Direktor des HLRS.

Weitere Informationen zu Hazel Hen: http://www.hlrs.de/systems/platforms/cray-xc40-hazel-hen/

Fotos: (c) Boris Lehner, HLRS, Universität Stuttgart

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Rückenwind für die Exzellenzcluster

SRC Simulation Technology

01.02.2016

Die Imboden-Kommission zur Evaluation der Exzellenzinitiative bewertet Exzellenzcluster als Erfolgskonzept und empfiehlt ihre Fortführung nach 2017.

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Rückenwind für die Exzellenzcluster

Es soll weitergehen!

Die Evaluations-Kommission der Exzellenzinitiative um den Schweizer Physiker und Forschungsmanager Dieter Imboden hat am 29. Januar 2016 ihre Ergebnisse veröffentlicht. Das Urteil der Internationalen Expertenkommission zur Evaluation der Exzellenzinitiative (IEKE) ist Entscheidungsgrundlage für die Beratung zwischen Bund und Ländern über die Fortführung der Exzellenzinitiative. Imboden weist den Weg zu einer neuen, leistungsgerechten Runde der Exzellenzinitiative. Sein Bericht zeigt, dass die Exzellenzcluster zu einer qualitativen Leistungssteigerung in der Forschung geführt haben. Damit haben sie signifikante Unterschiede in der Forschungsleistung der Universitäten deutlich gemacht.

SRC Simulation Technology

„Die Exzellenzinitiative hat der deutschen Wissenschaft neue Energie und Dynamik verliehen“, so die Bundesministerin für Bildung und Forschung Prof. Dr. Johanna Wanka. Sie betont, dass die Exzellenzcluster die deutsche Forschungslandschaft auch für den internationalen Wettbewerb fit gemacht haben: „Deutsche Spitzenforschung kann sich mit der Welt messen. Die Forschungsleistungen konnten gesteigert werden, vielfach haben sich Hochschulen strategisch neu aufgestellt und ihre Profile geschärft. Das Ziel, Spitzenforschung an Universitäten im internationalen Wettbewerb zu stärken, ist und bleibt richtig.“ In der Tat sind die deutschen Universitäten, seitdem der Wettbewerb erstmals ausgeschrieben wurde, für ausländische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler attraktiver geworden. Sowohl unter den Doktoranden als auch unter den Professoren befinden sich mehr Menschen, die nicht in Deutschland zur Schule gegangen sind. Im Zuge der Exzellenzinitiative waren 30 Prozent Forscher angestellt, die zuvor im Ausland gearbeitet hatten.

Wie soll es weitergehen?

Laut Baden-Württembergs Wissenschaftsministerin Theresia Bauer schaffen die Empfehlungen der Imboden-Kommission Rückenwind für die forschungsstarken Universitäten des Landes. Fortgesetzt werden soll laut dem Imboden-Bericht vor allem das Prinzip der Exzellenzcluster, die zwischen fünf und sieben Millionen Euro im Jahr erhalten haben. Bei der Weiterförderung der Exzellenzcluster fordert die Kommission allerdings mehr Geld, mehr Zeit und mehr Freiräume für die Wissenschaft als bisher. Sie denkt an bis zu zwölf Millionen Euro, die den Clustern über sieben bis acht Jahre jährlich gezahlt werden. Die längere Laufzeit soll den Verwaltungsaufwand gering halten und eine Konzentration auf die eigentliche Forschungsleistung ermöglichen. Aus „Exzellenzclustern“ sollen künftig „Exzellenzzentren“ werden.

Diese Empfehlungen garantieren eine hohe Dynamik, so Prof. Dr. Wolfram Ressel, Rektor der Universität Stuttgart: „Die Exzellenzinitiative ist für die Spitzenforschung da, für andere Aufgabenbereiche wie Lehre, Nachwuchsförderung, und Gleichstellung gibt es auch andere Programme wie den Hochschulpakt 2020, den Qualitätspakt Lehre, das Professorinnenprogramm und den Nachwuchspakt.“

Dabei sollen auch die Hochschulen einen größeren Zuschlag für mehr Gestaltungsspielraum erhalten, die sogenannte „Exzellenzprämie“. Diese Prämie sollen die zehn leistungsstärksten Universitäten erhalten. Damit entfällt der Wettbewerb um Zukunftskonzepte, weil „Zukunftskonzepte ihren ureigenen Charakter verlieren, wenn die Zukunft alle paar Jahre neu erfunden werden muss“, so die Kommission.

500 Millionen Euro sollten zukünftig jährlich zur Verfügung gestellt werden, um die positiven Effekte der Exzellenzinitiative fortschreiben und verstärken zu können, fordert der Imboden-Bericht.

Auch der Exzellenzcluster SimTech möchte sich im Wettbewerb um die Exzellenz und die Millionen wieder (neu) aufstellen. „SimTech steht inzwischen als Marke für exzellente Forschung im Bereich der Simulationswissenschaften. Wir sind in Deutschland führend auf diesem Gebiet. Wir wollen unsere Erfolge aus den letzten neun Jahren der Exzellenzinitiative nutzen um weitere daran anzuknüpfen“, so Prof. Dr. Wolfgang Ehlers, Direktor und Sprecher des Stuttgarter Clusters.

Wann wird es weitergehen?

Im April wollen die Forschungsminister der Länder die Fortführung der Exzellenzinitiative formell beschließen. Die Entscheidung der Bundesregierung könnte im Juni spruchreif sein. Theresia Bauer zeigt sich zuversichtlich, „dass Bund und Länder bis zum Sommer 2016 die nötigen Entscheidungen über die Fortsetzung der Exzellenzförderung unter Dach und Fach haben“. Dennoch wird die Zeit nicht ausreichen für einen nahtlosen Übergang in eine neue Förderphase, wenn die aktuelle Ende Oktober ausläuft. Dieter Imboden empfiehlt deshalb, die Verträge um zwei Jahre zu verlängern.

 

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Simulationstechnologien für sichere Fahrzeuge


22.01.2016

Der Biomechaniker Jun.-Prof. Syn Schmitt forscht im „Tech Center i-protect“ des vom Land geförderten „Leistungszentrums Nachhaltigkeit“ an Sicherheitslösungen für zukünftige Fahrzeuge.

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Simulationstechnologien für sichere Fahrzeuge

Bei der Unterzeichnung

Am Donnerstag, den 21. Januar 2016, unterzeichnete Juniorprofessor Syn Schmitt einen Kooperationsvertrag im Rahmen seiner Mitarbeit im „Tech Center i-protect“. Zu den Kooperationspartnern im Forschungszentrum gehören die Daimler AG, die Robert Bosch GmbH, die Fraunhofer-Gesellschaft mit dem Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) und dem Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik Ernst-Mach-Institut (EMI) Freiburg, die technische Universität Dresden und die Technische Universität Graz.

Das „Tech Center i-protect“ zählt zu den Pilotprojekten des „Leistungszentrums Nachhaltigkeit“ in Freiburg, das vom Land Baden-Württemberg in einer Höhe von rund fünf Millionen Euro gefördert wird. Die Projekte des Leistungszentrums sollen Antworten auf Fragen zu den Themen nachhaltige Werkstoffe, Energiesysteme sowie ökologische und gesellschaftliche Transformation geben.

Ein wichtiges Zukunftsthema im Autoland Baden-Württemberg sei dabei die Erforschung neuer Lösungen für die Fahrzeugsicherheit, so Finanz- und Wirtschaftsminister Nils Schmid. Im „Tech Center i-protect“ werden solche neuen Sicherheitsansätze für die Fahrzeuge der Zukunft erarbeitet. Die Forschung beschäftigt sich sowohl mit Technologien für die Crashsituation als auch mit Systemen, die schon vor dem Unfall eingreifen, um den Insassenschutz zu verbessern. In einem integralen Sicherheitsansatz betrachten Forscherinnen und Forscher sowohl Fahrer, Fahrzeug, als auch Verkehrsteilnehmer außerhalb des Fahrzeuges wie Fußgänger und Fahrradfahrer.

Der Stuttgarter Juniorprofessor Syn Schmitt

Der Stuttgarter Juniorprofessor Syn Schmitt leistet hierzu mit seiner Forschung im Bereich der Biomechanik einen wesentlichen Beitrag. Mit Methoden der rechnergestützten Biomechanik kann er gefahrlos ermitteln, welche Kräfte auf den Körper wirken, welche Belastungen daraus resultieren und welches Schadenspotenzial vorhanden ist. Die Simulationstechnik im Bereich der Biomechanik ermöglicht mithilfe von Computermodellen die virtuelle Untersuchung solcher Fragen, die nicht am lebenden Organismus gemessen werden können. Dazu nutzt der SimTech-Wissenschaftler ingenieurtechnische Methoden auf der Grundlage der diskreten Mechanik und der Kontinuumsmechanik und passt diese an biomechanische Bedürfnisse an.

Validierung für Simulationen in der Biomechanik

Im „Tech Center i-protect“ sollen Röntgenaufnahmen und Simulationsdaten mit Algorithmen aus der Computertomographie kombiniert werden. Mit diesen Daten wird es möglich sein, ein dreidimensionales Bild der hochdynamischen Verformungsvorgänge bei einem Crash zu sichern. So können Simulationen und damit auch die Fahrzeugsicherheit verbessert werden.

Für nachhaltige Innovation sei die Zusammenarbeit von Industrie und Wissenschaft der Motor – zumal wenn sich so starke Partner zusammenfinden wie im „Tech Center i-protect, so Dr. Dirk Hoheisel, Mitglied der Geschäftsführung der Robert Bosch AG. Neben dem Land Baden-Württemberg stellen die Daimler AG insgesamt fünf Millionen Euro und die Robert Bosch GmbH eine Million Euro zu Verfügung. „Im Tech Center i-Protect arbeiten schlagkräftige Teams der Industrie und der Wissenschaft aus verschiedenen Regionen zusammen, um Forschungsergebnisse auf dem Gebiet der integralen Sicherheit noch schneller in unsere Fahrzeuge zu bringen“, so Prof. Dr. Thomas Weber, Vorstandsmitglied der Daimler AG, verantwortlich für Konzernforschung und Mercedes-Benz Cars Entwicklung. Auch die Universität und die Fraunhofer-Gesellschaft beteiligen sich an der Finanzierung des Projekts mit ebenfalls insgesamt fünf Millionen Euro.

Um die wichtigen Zukunftsfragen anzugehen, brauche man nachhaltige Entwicklung in Baden-Württemberg, so der Finanz- und Wirtschaftsminister Nils Schmid. „Mit der Integration der verschiedenen Fakultäten und Institute kann exzellente Forschung von den Grundlagen bis zur marktnahmen Anwendung vorangetrieben werden. So wollen wir im Autoland Nummer 1 die Mobilität der Zukunft voranbringen.“

 

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