ETH-News

Realit?tsnahe Simulationen zeigen, wie sich Samen- und Eizelle aneinanderkoppeln, bevor sie verschmelzen. Dadurch gelang es Forscherinnen der ETH Z¨¹rich, gleich mehrere R?tsel der Befruchtung zu l?sen. Dies k?nnte helfen, Unfruchtbarkeit gezielter zu behandeln.

Der Begriff ?Hochleistungsrechner? birgt hohen Energiebedarf bereits in sich ¨C hohe Leistung braucht entsprechend Energie. Energieeffizienz ist bei der Beschaffung und Nutzung der Rechner am Nationalen Hochleistungsrechenzentrums der Schweiz (CSCS) deshalb ein zentrales Thema ¨C wie bereits bei der Planung des Neubaus in Lugano vor mehr als einem Jahrzehnt.

Seismologen und Seismologinnen rekonstruieren mit den Informationen, die seismische Wellen liefern, den Aufbau des Planeten. Das Team um ETH-Professor Andreas Fichtner nutzt dieses Wissen nun f¨¹r die medizinische Bildgebung.

Ob auf dem Cappuccino oder in Wasserf?llen, Schaum ist allgegenw?rtig. Sch?ume realit?tsnah mit einem Supercomputer zu simulieren, war bis anhin nahezu unm?glich. Ein von der Forschungsgruppe von ETH- und Harvard-Professor Petros Koumoutsakos weiterentwickeltes Verfahren kann die H¨¹rden nun ¨¹berwinden.

Der Flaggschiff-Supercomputer des CSCS, ?Piz Daint?, muss ersetzt werden. Die Installation des Nachfolgerechners ?Alps? erfolgt in drei Phasen und wird 2023 abgeschlossen sein. Warum der neue Rechner so speziell ist, erl?utert CSCS-Direktor Thomas Schulthess im Interview.

Ein digitaler Zwilling der Erde soll k¨¹nftig das Erdsystem simulieren. Er k?nnte die Politik dabei unterst¨¹tzen, geeignete Massnahmen zum Schutz vor Extremereignissen zu treffen. Ein Strategiepapier von europ?ischen Forschenden und ETH-Informatikern zeigt, wie das zu erreichen ist.

Erstmals ist es Forschern der ETH Z¨¹rich gelungen, die Modellierung von Turbulenzen zu automatisieren. Ihr Projekt verbindet Reinforcement Learning-Algorithmen mit turbulenten Str?mungssimulationen auf dem CSCS-Supercomputer ?Piz Daint?.

Ein Forschungsteam der ETH Z¨¹rich hat mit Simulationen auf dem CSCS-Supercomputer "Piz Daint" untersucht, wie sich Alterungsmechanismen von Russpartikeln in der Atmosph?re auf die Wolkenbildung auswirken. Die Ergebnisse zeigen, dass Russalterung die Wolkenbildung und somit das Klima ver?ndert.

Seit der Entdeckung von Graphen stehen zweidimensionale Materialien im Fokus der Materialforschung. Mit ihnen liessen sich unter anderem winzige, leistungsstarke Transistoren bauen. Forscher der ETH Z¨¹rich und der EPF Lausanne haben nun aus 100 m?glichen Materialien 13 vielversprechende Kandidaten entdeckt.

Forschende des Schweizerischen Erdbebendienstes SED und der ETH Z¨¹rich entwickeln zusammen mit dem Nationalen Hochleistungsrechenzentrum der Schweiz CSCS und der Universit¨¤ della Svizzera italiana USI ein Verfahren, das Geothermie mithilfe von Supercomputern sicherer machen soll.

Zwei Forschungsgruppen der ETH Z¨¹rich entwickelten eine Methode, die realit?tsnah, schnell und effizient elektronische Nanobauteile und deren Eigenschaften simuliert. F¨¹r die Industrie und Rechenzentrumsbetreiber ein Lichtblick. Gestern erhielten die Forscher f¨¹r ihre Leistung den Gordon Bell Prize f¨¹r Supercomputing.

Ein internationales Forscherteam rekonstruiert mit einem Computermodell die Geschichte der Vergletscherung der Alpen und macht sie in einer zweimin¨¹tigen Computeranimation sichtbar. Die Simulation soll helfen, die Mechanismen der Vergletscherung besser zu verstehen.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler k?nnen ¨¹ber Details oft hitzig und lange debattieren. Zum Beispiel dar¨¹ber, ob und wie sich Atome in einem Kristall beim Erw?rmen verschieben und damit die Symmetrie ver?ndern. F¨¹r das Mineral Bleitellurid l?sten nun ETH-Forschende mit Simulationen auf dem CSCS-Supercomputer ?Piz Daint? ein lang debattiertes Problem.

Forscher der ETH Z¨¹rich kl?ren die bisher ungel?ste Frage, ob Fischschulen Energie sparen. Dies gelang ihnen, indem sie die komplexen physikalischen Str?mungssysteme detailliert auf dem Supercomputer ?Piz Daint? simulierten und mit einem Algorithmus des Verst?rkenden Lernens (Reinforcement Learning) kombinierten.

ETH-Professor Petros Koumoutsakos wollte eigentlich eine Karriere bei den Vereinten Nationen machen. Heute ist er einer der weltweit f¨¹hrenden Forscher im Bereich der Fluiddynamik, der Simulation von Str?mungsprozessen mit Hilfe von Supercomputern.

Mit Hilfe von Simulationen gelang es einem Forscherteam unter Leitung von ETH-Professorin Viola Vogel ein fadenf?rmiges Peptid zu entwickeln, das den Spannungszustand von Gewebefasern erkennen kann. Das ebnet nun den Weg f¨¹r komplett neue Forschungsans?tze in der Medizin und Pharmakologie.

Das Erdmagnetfeld wechselte im Laufe der Erdgeschichte hunderte Male seine Richtung. Was die Umkehrung verursacht, ist bis heute unklar. 4 Millionen CPU Stunden Simulationen auf Piz Daint am CSCS liefern neue Hinweise. Demnach k?nnten sogenannte Dynamo-Wellen eine Rolle spielen.

Das Nationale Hochleistungsrechenzentrum CSCS in Lugano feiert diese Woche sein 25-j?hriges Bestehen. Von Anfang an mit von der Partie war der ETH-Klimaforscher Christoph Sch?r. Er zeichnet nach, wie sich das Hochleistungsrechnen in dieser Zeit entwickelt hat.

Herausragende Leistungen im Hochleistungsrechnen werden allj?hrlich an der Konferenz Supercomputing (SC) mit dem Gordon Bell Preis ausgezeichnet. Dieses Jahr waren erstmals gleich zwei Forschungsgruppen der ETH Z¨¹rich auf der Liste der f¨¹nf Finalisten.

Der Informatiker Torsten H?fler erh?lt den diesj?hrigen Latsis-Preis der ETH Z¨¹rich. Sein Scalable Parallel Computing Laboratory ist eines der wenigen, das im Hochleistungsrechnen Theorie und Anwendung verbindet. Obwohl ihn Mentoren vorerst davor warnten, diese beiden Aspekte zu vereinen, hat er genau damit nun grossen Erfolg.

Mit einem speziellen Computerprogramm k?nnen Forscher der ETH Z¨¹rich elektronische Nanobauteile simulieren. Sie unterst¨¹tzen damit die Materialwissenschaft und Industrie in Entwicklung und Produktion.

Hagel, Gewitter, Starkniederschl?ge. Diese Extremereignisse nehmen vermutlich im Zuge einer globalen Erw?rmung zu. Mehr Sicherheit in die Projektionen bringen nun hochaufl?sende Simulationen von Forschern der ETH Z¨¹rich auf den Supercomputern des CSCS.

Die Oberfl?che des erd?hnlichen Planeten Venus weist Strukturen auf, die durch Mechanismen gebildet worden sein k?nnen, die sich auch im Erdinneren finden. Das zeigen Simulationen des ETH-Professors Taras Gerya.

Ursprung und Antrieb der Plattentektonik k?nnen mit Hilfe von Hochleistungsrechnern simuliert werden. Eine neue Studie beleuchtet die Rolle der Kontinente bei der Bildung ozeanischer Kruste.

Wie Supervulkane aktiv werden, war bis anhin nicht gekl?rt. Wissenschaftler haben nun gezeigt, dass alleine der durch Dichteunterschiede zwischen Magma und dem umgebenden Gestein erzeugte Druck ausreichen kann, um derartige Giganten zum Ausbruch zu bringen.

Ein von ETH-Forschern weiterentwickelter Algorithmus simuliert Hochtemperatur-Supraleitung um ein vielfaches schneller. Das Forschungsteam wird daf¨¹r vom US Department of Energy mit Zugang zum Supercomputer ?Titan? belohnt.

Das CSCS verf¨¹gt mit ?Piz Daint? ¨¹ber einen neuen Supercomputer, der mehr Rechenleistung bei geringerem Stromverbrauch erbringen soll. Dabei macht man sich die Vorteile von Grafikprozessoren der Spielindustrie zunutze.