Deutsches Klimarechenzentrum

Quantitative Abschätzungen zu erwartender Änderungen bei Wetterextremen sind von großer Bedeutung. Unabdingbar dafür ist die Entwicklung von Modellen zur Simulation von Konvektion und Wolken sowie kleinskaligen Wirbeln im Ozean. Solche Modelle benötigen eine Auflösung von einem Kilometer und müssen pro Tag mehrere Monate simulieren können. ESiWACE vereint Wetter- und Klimawissenschaften und befasst sich mit der Optimierung von Simulationsabläufen auf Supercomputern. Ein Ziel ist es, technische Möglichkeiten auszuloten, aber auch Grenzen bei der Erstellung von wolkenauflösenden Modellen.

Im Juli 2016 nahm die zweite Ausbaustufe von Mistral, dem dritten „Hochleistungsrechnersystem für die Erdsystemforschung“ (HLRE-3) am DKRZ, den Nutzerbetrieb auf. Das System der Firma Atos/Bull liefert der deutschen Klimaforschung eine Spitzenrechenleistung von rund 3,6 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde. Auf der Novemberliste der TOP500 erreichte der Endausbau Platz 34 weltweit und ist aktuell das drittstärkste deutsche HPC-System. Mit einer Festplattenkapazität von 54 Petabyte landet Mistral beim Vergleich der größten Festplattensysteme auf der vi4io.org-Liste auf Platz zwei weltweit.

Im Jahr 2015 installierte das DKRZ das dritte Hochleistungsrechnersystem für Erdsystemforschung (HLRE-3). Mit der Finanzierung von 41 Millionen Euro ermöglichten das BMBF und die HGF die Beschaffung des neuen, energieeffizienten PetaFLOPS-Supercomputers „Mistral“, den Ausbau des HPSS-Archivsystems und den Umbau der Infrastruktur des Rechenzentrums. Mistral wird zweistufig installiert: Die erste Ausbaustufe nahm im Juli den Betrieb auf. Der Endausbau mit einer Rechnerleistung von drei PetaFLOPS ist für 2016 geplant. Im Oktober weihte das DKRZ mit vielen Ehrengästen den neuen Supercomputer ein.

Die Forschungsgruppe „Wissenschaftliches Rechnen“ von Thomas Ludwig am DKRZ und der Universität Hamburg befasst sich schwerpunktmäßig mit der Speicherung sehr großer Datenmengen in Hochleistungsrechnersystemen und der Frage, wie diese energieeffizient betrieben werden können. Neu entwickelte Kompressionsverfahren senken bei datenintensiven Klimasimulationen sowohl den Platzbedarf für die Daten als auch den Energieverbrauch der beteiligten Speichersysteme. Zusätzlich zur Forschung bildet die Gruppe Studierende zu technischen und methodischen Fragen des Hochleistungsrechnens aus.

Seit 25 Jahren kann die deutsche Klimaforschung auf die hohe Rechenleistung, Datenspeicherungskapazitäten und kompetente Beratung zählen, die das Deutsche Klimarechenzentrum exklusiv und maßgeschneidert für sie bereitstellt. Dies ist ein wesentlicher Baustein für Klimawissenschaft auf Weltniveau – das spiegelte sich auch in den Beiträgen zum Festsymposium und dem darauf folgenden Nutzer-Workshop zum Jubiläum im Februar 2013 wieder. Dieser Jahrbuchbeitrag lässt die ersten 25 spannenden Jahre des DKRZ noch einmal Revue passieren.