QPACE Node-Card vor einer Installation von vier QPACE Racks mit 1024 solcher Knoten (Foto: JSC).

Der Hochleistungsrechner QPACE (QCD Parallel Computing on the Cell) wurde als energieeffizientester Supercomputer der Welt ausgezeichnet. QPACE führt damit die Green500-Liste an, die globale Rangliste der energieeffizientesten Hochleistungsrechner. Entwickelt wurde QPACE im Rahmen eines staatlich geförderten Forschungsverbundes zwischen einem akademischen Konsortium aus Universitäten und Forschungszentren sowie dem deutschen IBM Forschungs- und Entwicklungszentrum in Böblingen. Das QPACE-Kernteam besteht aus etwa 20 Forschern und Entwicklern. Innerhalb des Konsortiums haben unter Führung der Universität Regensburg die Forschungszentren DESY und Jülich zentrale Aufgaben übernommen.

Von DESY aus waren mehrere Wissenschaftler aus Zeuthen an diesem Projekt beteiligt. Sie leiteten die Design-Aktivitäten und leisteten Beiträge von der Entwicklung und Implementierung der Logik für ein neues, anwendungsoptimiertes Netzwerk bis hin zum Design und der Fertigung einer Managementkarte zur globalen Kontrolle der Maschine. Dabei konnten die Mitarbeiter auf die Erfahrung zurückgreifen, die sie in vorhergehenden Projekten zur Entwicklung von massiv-parallelen Spezialrechnern gewonnen hatten.

QPACE wurde Mitte 2009 mit jeweils vier Racks am Forschungszentrum Jülich und an der Bergischen Universität Wuppertal in Betrieb genommen und wird für die Simulation fundamentaler Naturkräfte in der Elementarteilchenphysik eingesetzt, insbesondere für Simulationen im Forschungsbereich der Quantenchromodynamik (QCD). Die QCD beschreibt zum Beispiel, wie sich ein Proton aus Quarks und Gluonen aufbaut. Genutzt wird QPACE von den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Sonderforschungsbereichs/Transregio 55 „Hadronenphysik mit Gitter-QCD", der an den Universitäten Regensburg und Wuppertal angesiedelt ist und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt wird.

In der Welt der Supercomputer wurde Leistung oder „performance" lange Zeit ausschließlich mit Schnelligkeit und Geschwindigkeit in Verbindung gebracht. Das hat dazu geführt, dass vermehrt Rechner entwickelt wurden, die eine enorme Menge an Energie verbrauchen. Die Energieeffizienz blieb als maßgeblicher Faktor zumeist außen vor. Erst mit dem verstärkten Aufkommen von Diskussionen um Rohstoff- und Energieknappheit in den letzten Jahren gewannen auch diese Aspekte für die Entwicklung von Supercomputern an Bedeutung. Neben der Top500-Liste der schnellsten Rechner entwickelte sich die Green500-Liste der Supercomputer mit dem geringsten Energieverbrauch als Kriterium zur Bewertung und Einordnung der Rechnerleistungen. Zweimal pro Jahr werden beide aktualisierten Listen im Rahmen der internationalen Konferenz „Supercomputing" vorgestellt. In der TOP500-Liste belegt QPACE Platz 110 mit einer Rechenleistung von 55,71 TeraFlops.

Zum QPACE-Forschungsteam gehören die Universität Regensburg, DESY, das Forschungszentrum Jülich, die Bergische Universität Wuppertal, die Universität Ferrara (Italien), die Universität Milano-Bicocca (Italien) sowie die Firmen IBM, Eurotech, Knürr, Zollner und Xilinx.
Die Kosten für QPACE in Höhe von etwa drei Millionen Euro werden von der DFG sowie von den Bundesländern Bayern und Nordrhein-Westfalen getragen. Die Entwicklungskosten teilen sich das Konsortium und IBM. Zusätzliche Fördermittel im Rahmen des eQPACE-Projekts der europäischen Forschungsinitiative PRACE (Partnerschip for Advanced Computing in Europe) dienen dazu, die Funktionalität des Kommunikationsnetzwerks zu erweitern.

Mehr zum Green500-Ranking: http://www.green500.org