2022 hat der erste Supercomputer die Exascale-Grenze durchbrochen. Das ermöglicht Simulationsrechnungen in bisher nicht gekannter Größe und Genauigkeit. Solch eine Rechenleistung zu erzielen, ist nur möglich durch massive Parallelisierung.

Die Rechenleistung von Supercomputern wird in Rechenoperationen mit 64-Bit-Zahlen pro Sekunde (Flops) gemessen.

 

 

1972 hat mit dem ILLIAC IV erstmals ein Supercomputer ein Gigaflops erreicht. Erst 20 Jahre später kam mit der Dreamcast ein Consumer-Gerät auf den Markt, das vergleichbar schnell rechnet. Ein aktueller M2 von Apple schafft rund zehn Teraflops, ein Spitzen-PC vielleicht 200 Teraflops und die schnellsten Supercomputer sind 100.000-mal schneller.

Zweimal im Jahr wird von der Organisation Top500 eine Liste der 500 schnellsten Computer (Stand der Top500 von 2023) erstellt. Der Supercomputer Frontier am Oak Ridge National Laboratory knackte 2022 als erster die Exaflops-Marke. In diesem Jahr katapultiert sich „El Capitan“ vom Lawrence Livermore National Laboratory mit 1.742 exaflops an die Spitze.

Seit rund 20 Jahren investiert China massiv in Supercomputer (s. gelbes Feld, unten). Die Performance-Entwicklung von Supercomputern (oben) zeigt aber nicht das ganze Bild: In China gibt es mindestens zwei nicht für die Top 500 gemeldete Exaflops-Computer. Auch Europa könnte noch dieses Jahr nachziehen. Im Bau sind zudem Exaflops-KI-Großrechner, die allerdings nicht mit 64-Bit-Zahlen rechnen.

Klimamodelle müssen Prozesse simulieren, deren Skalen viele Größenordnungen umfassen. Mit Gitterweiten von rund 150 Kilometern und Zeitschritten von 20 bis 30 Minuten können sie rechts der blauen Linie Prozesse nur summarisch modellieren. Auf Exascale-Rechnern sind erstmals globale Modelle mit drei Kilometern Gitterweite möglich (rote Linie), die dann auch Wolken modellieren können.