SUPRENUM

Hauptplatine eines Suprenum-1 Knotens

SUPRENUM (Superrechner für numerische Anwendungen) war ein deutsches Forschungsprojekt zur Entwicklung eines Parallelrechners im Zeitraum von 1985 bis 1990. Obwohl der Suprenum-1 für kurze Zeit das leistungsfähigste massiv parallele Rechnersystem der Welt war, wurde das Projekt eingestellt und gilt als kommerzieller Misserfolg.

Historie

Die SUPRENUM GmbH als Trägergesellschaft des Verbundprojekts bildete sich unter dem Einfluss von zwei Forschergruppen der Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung (GMD). Während die Gruppe um Ulrich Trottenberg in Sankt Augustin an parallelen numerischen Verfahren zur Lösung partieller Differentialgleichungen forschte, steuerte GMD First (Berlin) unter der Leitung von Wolfgang Giloi das notwendige Know-how im Bereich Hardware- und Betriebssystem-Design bei.

Insgesamt waren Forschergruppen von 13 wissenschaftlichen Einrichtungen in Deutschland an dem Projekt beteiligt. Die Mitwirkung der Industrie beschränkte sich auf die Fertigung der Hardware bei Krupp Atlas Elektronik. Nach dem Ende des SUPRENUM-Projekts entstand aus der SUPRENUM GmbH 1991 die Pallas GmbH, die schließlich 2003 ihren Firmenbereich High Performance Computing an die Firma Intel verkaufte.

Rechnerarchitektur und Software

Im Gegensatz zum herkömmlichen Vektorrechner arbeitete der Suprenum-1 als massiv paralleler Rechner nach dem MIMD-Prinzip. Das System war insgesamt bis zu 256 Rechnerknoten skalierbar. Jeweils 16 Knoten bildeten einen Cluster und sind über ein lokales 4x4 Interconnect Netzwerk mit 200Mbit/s Bandbreite ("horizontal busses") verbunden. Zusätzlich waren die Cluster über 4 vertikale Busse ("global busses") verbunden. Ein eigenes I/O-Subsystem stellte die Verbindung zur lokalen Disk des Clusters, dem "global bus" und dem Host-Rechner, einer SUN Workstation, her. Jeder Knoten verfügte über einen Prozessor vom Typ Motorola MC 68020, einen numerischen Koprozessor (Weitek 2264/65) und 8 MB lokalen Arbeitsspeicher.

Im Rahmen des SUPRENUM-Projekts entstand das Mikrokernel-Betriebssystem PEACE (Process Execution And Communication Environment), das nach den Prinzipien der Objektorientierung konzipiert und in der Programmiersprache C++ implementiert wurde. Die Kommunikationslatenz war mit einer Millisekunde relativ hoch für ein auf massiv parallele Architekturen spezialisiertes Betriebssystem.

Zur effektiven Nutzung des Parallelrechners für numerische Verfahren wurde ein spezieller Fortran 77-Compiler benötigt, dessen Implementierung aufgrund des begrenzten Hauptspeichers der Knoten Schwierigkeiten bereitete. Die Finanzierung des Projekts wurde eingestellt, bevor der Compiler Produktionsreife erreichte. Zusätzlich war der Suprenum-1 unter Verwendung der PARMACS ("Parallel Macros") Kommunikations-Bibliothek programmierbar. Im Gegensatz zum oben erwähnten Fortran Compiler beruht dieses Programmiermodell auf explizitem Versenden von Daten ("Message Passing").

Kritik

Wegen der hohen Entwicklungskosten von mehr als 180 Millionen DM und des fehlenden Erfolgs bei der Vermarktung wurde das Projekt in der Öffentlichkeit zunehmend kritisch bewertet und mit anderen Forschungsruinen wie dem Schnellen Brüter oder dem damals erfolglosen Transrapid verglichen. Das Bundesministerium für Forschung und Technologie (BMFT) verzichtete deshalb auf die Finanzierung der eigentlich geplanten zweiten, kommerziellen Projektphase.

Im Rückblick wird vor allem die ungenügende Einbindung der Industrie kritisiert. Als Forschungsprojekt war SUPRENUM dagegen erfolgreich. In den beteiligten Institutionen wurde Know-how im Bereich Parallelrechner aufgebaut, das im europäischen Folgeprojekt GENESIS weiterentwickelt werden konnte. PEACE diente als Betriebssystem für die nicht-kommerzielle MANNA-Architektur. SUPRENUM beeinflusste auch die Entwicklung anderer Parallelrechner wie die des Meiko CS-2.

Literatur

• Parallel Computing (Special double issue: SUPRENUM and GENESIS) Volume 20, Issue 10-11 (November 1994)

• Hans-Willy Hohn: Kognitive Strukturen und Steuerungsprobleme der Forschung. Kernphysik und Informatik im Vergleich. Campus, Frankfurt a.M. 1998. Schriften des Max-Planck-Instituts für Gesellschaftsforschung Köln, Bd. 36, ISBN 3-593-36102-7 (PDF-Datei; 1,25 MB)

• Oliver A. McBryan: A Comparison of the Intel iPSC/860 and the Suprenum-1 Parallel Computers , Department of Computer Science. University of Colorado

Weblinks

• Massiv Paralleles Rechnen - Sendungsarchiv des ComputerClub 2