Noch vor wenigen Jahren wurden die schnellsten verfügbaren Rechner einzeln im Supercomputing für Klimaprognosen, Modellrechnungen der Hochenergiephysik und aufwendige Ingenieuraufgaben wie der Berechnung von Crash-Tests eingesetzt. Heute versucht man darüber hinaus, die Rechenleistung noch weiter zu steigern, indem man solche Supercomputer zu Metacomputern verbindet.

Das Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart (HLRS) kooperiert in diesem Zusammenhang mit den Sandia National Laboratories (SNL) und dem Supercomputing Center in Pittsburgh (PSC). (Vgl. Uni-Kurier Nr. 75/76, S. 32f.)

Bei der Zusammenarbeit der größten Rechenzentren in den Vereinigten Staaten und Europa steht nicht allein die Hardware der einzelnen Rechner im Mittelpunkt. Von gleicher Bedeutung sind die Software sowie die Vernetzung der verschiedenen Supercomputer, die einen Metacomputer überhaupt erst ermöglichen. Für die Verbindung der Computer wurde erstmals eine transatlantische ATM-Leitung verwendet. Bei dem internationalen Zusammenschluß haben die Netzwerkexperten unterschiedlichste Probleme zu bewältigen, wie die Verbindung verschiedener Netzwerke, unterschiedliche Regulierungen der Netzprovider, gesetzliche Regelungen zur Verschlüsselung und nicht zuletzt die Zusammenarbeit über neun Zeitzonen hinweg.

Kometeneinschlag simuliert
Zur softwareseitigen Verbindung wurde PACX-MPI eingesetzt, eine Bibliothek, die am HLRS entwickelt wurde. Sie erweitert den MPI (Message Passing Interface)-Standard, um damit mehrere Rechner verbinden zu können. Zum Beweis der Leistungsfähigkeit dieses Metacomputing-Projektes fanden während der Konferenz Supercomputing '97 mehrere Live-Demonstrationen statt. So wurde beispielsweise der Einschlag eines ein Kilometer großen Kometen auf der Erde simuliert. Der Eintritt des Kometen in die Erdatmosphäre wurde von URANUS berechnet, einem Code, der am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) entwickelt und am HLRS parallelisiert wurde. Der Aufschlag wurde dann von Experten des SNL berechnet.

Weltrekorde des ICA 1
Am 19. und 20. November 1997 wurde ein weiterer Meilenstein des Metacomputing gesetzt, als Simulationsprogramme des Institutes für Computeranwendungen 1 (ICA 1) gleichzeitig auf der CRAY T3E der Universität Stuttgart und der CRAY T3E am Supercomputing Center von Pittsburgh gestartet wurden. Sowohl die Simulation eines Kristalls von 1.399.440.000 Atomen mit Molekulardynamik und eines granularen Gases von 1.759.165.695 Teilchen mit Direct Simulation Monte Carlo stellen einen Weltrekord dar. Beide Programme verwenden P3T, ein objektorientiertes Design für Teilchensimulationen, das am ICA 1 entwickelt wird. Die hohe Flexibilität dieses Designs machte die Anpassung der Programme an die Anforderungen des Metacomputings erst möglich.