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Festschrift der Helmholtz-Gemeinschaft

115 GRUNDLAGEN – MADE IN GERMANY Die Entwicklung in den vergangenen Jahren ist rasant: Was bis Ende der 1990er Jahre noch wissen- schaftliches Rechnen hieß, ist heute das Supercom- puting genannte Höchstleistungsrechnen. Hinzu kommen komplexe Herausforderungen, die sich aus dem Management und der Analyse großer Mengen strukturierter und unstrukturierter Daten (Big Data) ergeben. Aufgrund der wachsenden Komplexität von Systemen und Prozessen ist beides – das Höchstleis- tungsrechnen sowie der Umgang mit Big Data – eine zentrale Schlüsseltechnologie für verschiedenste Forschungsfelder sowie die industrielle Produkt- und Produktionsoptimierung. Die Grundlagen dafür wur- den Mitte des 20. Jahrhunderts gelegt: Egal ob der Höchstleistungsrechner bei der Helmholtz-Gemein- schaft oder das Tablet auf dem Küchentisch – Konrad Zuse, der Erfinder des ersten Computers und der ers- ten höheren Programmiersprache, schuf hierfür die Basis. Als er 1949 in einem süddeutschen Mehllager die fortschrittlichste Rechenmaschine ihrer Zeit in Betrieb nahm, ahnte fast niemand, welche Entwick- lung Zuse damit anstieß: Sein funktionsfähiger Digi- talrechner mit mechanischen Releases und Loch- karten ist eine der zentralsten Schlüsseltechnologien überhaupt. Sie hat die Gesellschaft radikal verändert und führte letztlich zu Supercomputing und Big Data. Auch heute spielt Deutschland auf diesem Feld eine wichtige Rolle. Der Höchstleistungsrechner JUQUEEN des Forschungszentrums Jülich belegte 2012 den fünften Platz und 2014 den achten Platz auf der Liste der 500 schnellsten Supercomputer der Welt. Mit diesem neuen Höchstleistungsrechner können die Helmholtz-Forscher aufwendige Klima- und Atmo- sphärensimulationen durchführen, aber auch neue Materialien und Teilchen erforschen. In den kommen- den Jahren stellt die komplette und detailgetreue Simulation des menschlichen Gehirns eine große Herausforderung im Bereich Supercomputing dar. Mittels einer neuen Supercomputergeneration soll das derzeit weitgehend unerforschte menschliche Gehirn entschlüsselt und die in diesem Organ ablau- fenden Prozesse verstanden werden. Zur Realisie- rung dieser großen Herausforderung arbeiten Wis- senschaftler des Forschungszentrums Jülich im Rahmen der europäischen Future & Emerging Tech- nologies Flagship-Initiative „Human Brain Project“ mit Neurowissenschaftlern, Ärzten, Informatikern, Physikern, Mathematikern und Computerspezialisten aus 24 Ländern zusammen. Insgesamt ist der Platz an der Weltspitze im Bereich der Superrechner hart umkämpft. Deshalb kooperie- ren Wissenschaftler vom Jülich Supercomputing Centre (JSC) mit Firmen wie IBM, Intel und NVIDIA. Ihr gemeinsames Ziel ist es, bis 2020 Rechner zu entwickeln, die tausendmal schneller sind als die aktuellen Supercomputer. Das HZG betreibt eigene Beamlines am DESY in Hamburg. Die Röntgenenergie des Strahls wird benutzt, um besonders tief in Materialien hineinzublicken. Foto: HZG/C. Schmid Funktionalisierung von Implantat-Oberflächen: Am Institut für Biomaterialforschung wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem unerwünschte Blutgerinnung an rauen Oberflächen unterbunden werden kann. Bild: HZG

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