Dr. Michael Jung (Mathematik), Karsten Baensch (Universitätsrechenzentrum) und Dr. Thomas Apel (Mathematik) (v.l.n.r.) am Parallelrechner Parsytec GC PowerPlus, einem der leistungsfähigsten "Supercomputer" Deutschlands
(HJG) Fast zehn Milliarden Rechenschritte pro Sekunde schaffen die Rechner, mit denen die Mathematiker der TU Chemnitz-Zwickau arbeiten. Die Chemnitzer Forscher sind nämlich Spezialisten für Computersimulationen, und die werden bei der Entwicklung neuer Produkte immer wichtiger.
Kaum jemand kann es sich heute noch leisten, teure Prototypen zu entwickeln und zu testen - diese Aufgabe hat längst Kollege Computer übernommen. Und der macht es nicht nicht nur billiger, sondern vor allem auch schneller und genauer. Das Geheimnis der superschnellen Rechner: Sie teilen ein Problem in kleine Schritte auf, die sie gleichzeitig statt nacheinander ausführen. "Parallelrechner" nennt sie der Fachmann. Die Rechnungen selbst werden von Prozessoren durchgeführt, wie sie ähnlich in normalen Personalcomputern (PC) enthalten sind. Doch während ein PC nur einen solchen Prozessor enthält, sind es bei Parallelrechnern sehr viele. Damit sind diese Rechner selbst herkömmlichen Supercomputern überlegen. Mehrere solcher Parallelrechner, darunter ein Parsytec GC PowerPlus mit 128 Prozessoren, sind an der TU Chemnitz-Zwickau im Sonderforschungsbereich "Numerische Simulation auf Massiv Parallelen Rechnern" installiert.
Genau so wichtig wie die Rechner ist freilich die Software, die sie überhaupt erst in die Lage versetzt, ihr Bestes zu geben. Hier kommen die Chemnitzer Wissenschaftler ins Spiel. Sie nämlich sind es, die die nötigen parallelen Algorithmen für die Höchstleistungsrechner entwickeln. Mit großem Erfolg, wie sich bei Vergleichswettkämpfen mit anderen Unis im vergangenen Jahr in Edinburgh und im schwedischen Linköping zeigte: die TU-Forscher landeten gleich in der Spitzengruppe.
Auch erste praktische Erfolge können die Chemnitzer Forscher vorweisen. So gelang es ihnen zusammen mit einer Freiberger Firma, Motorenkühler zu optimieren, wie sie in Autos oder zur Kraft-Wärme-Kopplung gebraucht werden. Die Kühler sind nun kleiner und gleichzeitig leistungsfähiger.
Besonders stolz sind die Forscher aber auf ihre Feuersimulation. Was passiert bei einem Brand? Wie breitet er sich aus? Welche Baumaterialien widerstehen ihm am besten, und wie lassen sie sich noch verbessern? Die Antwort auf diese Fragen könnte vielleicht einmal Menschenleben retten, auf jeden Fall aber materielle Verluste begrenzen. Gleichungen mit bis zu mehreren Millionen Unbekannten waren nach der Finiten-Elemente-Methode zu lösen. Selbst der Chemnitzer Höchstleistungs-Parallelcomputer hatte hieran noch eine ganze Nacht zu knabbern.
Das aber ist erst der Anfang. Parallelrechner, da sind sich alle Fachleute einig, sind die Computer der Zukunft. Bald schon werden teure Autos nicht mehr auf den Testgeländen aufeinanderkrachen, sondern im Computer. Und auch die Windschlüpfrigkeit von Fahr- wie Flugzeugen wird zunächst simuliert. Nur noch wenige, schon weitgehend ausgereifte Fahrzeuge werden dann beim wirklichen Test gebraucht - so lassen sich schon bei der Herstellung enorme Kosten sparen. Dazu kommt noch der niedrigere Energieverbrauch und die höhere Sicherheit, die weiteres Geld einsparen. Auch langfristige Wetter- und Klimavorhersagen, die jetzt noch in den Kinderschuhen stecken, werden möglich sein. Die Wirkung neuer Medikamente oder Chemikalien kann dann ebenso am Computer analysiert werden wie die Sicherheit von Staudämmen und Bauwerken, die Wärmedämmfähigkeit von neuen Isolationsmaterialien oder neue Werkzeuge und wie man sie am besten im Maschinenbau einsetzt. Chemnitzer Mathematiker werden hier ein Wörtchen mitreden.
Wie hoch das Ansehen der Chemnitzer Forscher ist, zeigte sich auch auf der CeBIT. Das Interesse der Computer-Kids wundert nicht - schon zwei Tage vor Messeende war keine der Info-Broschüren über die TU mehr übrig. Aber auch die Redakteure der Wissenschaftssendung des Mitteldeutschen Rundfunks und die für die Tagesschau beim Norddeutschen Rundfunk verantwortlichen Journalisten ließen sich die Gelegenheit eines Kurzberichts über die "Begehbaren Bilder" und die Feuersimulation nicht entgehen, und verschiedene Zeitungen veröffentlichten Artikel. Dazu kamen an die 15 Fachgespräche mit Leuten aus Wirtschaft und Wissenschaft, die die Mathematiker jeden Tag führten. Besonders neugierig: die Japaner. Bleibt abzuwarten, wann die ersten Forschungsgelder aus dem Inselstaat nach Chemnitz fließen.