ETH-News

Realitätsnahe Simulationen zeigen, wie sich Samen- und Eizelle aneinanderkoppeln, bevor sie verschmelzen. Dadurch gelang es Forscherinnen der ETH Zürich, gleich mehrere Rätsel der Befruchtung zu lösen. Dies könnte helfen, Unfruchtbarkeit gezielter zu behandeln.

Der Begriff «Hochleistungsrechner» birgt hohen Energiebedarf bereits in sich – hohe Leistung braucht entsprechend Energie. Energieeffizienz ist bei der Beschaffung und Nutzung der Rechner am Nationalen Hochleistungsrechenzentrums der Schweiz (CSCS) deshalb ein zentrales Thema – 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 für die medizinische Bildgebung.

Ob auf dem Cappuccino oder in Wasserfällen, Schaum ist allgegenwärtig. Schäume realitätsnah mit einem Supercomputer zu simulieren, war bis anhin nahezu unmöglich. Ein von der Forschungsgruppe von ETH- und Harvard-Professor Petros Koumoutsakos weiterentwickeltes Verfahren kann die Hürden nun überwinden.

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, erläutert CSCS-Direktor Thomas Schulthess im Interview.

Ein digitaler Zwilling der Erde soll künftig das Erdsystem simulieren. Er könnte die Politik dabei unterstützen, geeignete Massnahmen zum Schutz vor Extremereignissen zu treffen. Ein Strategiepapier von europäischen Forschenden und ETH-Informatikern zeigt, wie das zu erreichen ist.

Erstmals ist es Forschern der ETH Zürich gelungen, die Modellierung von Turbulenzen zu automatisieren. Ihr Projekt verbindet Reinforcement Learning-Algorithmen mit turbulenten Strömungssimulationen auf dem CSCS-Supercomputer «Piz Daint».

Ein Forschungsteam der ETH Zürich hat mit Simulationen auf dem CSCS-Supercomputer "Piz Daint" untersucht, wie sich Alterungsmechanismen von Russpartikeln in der Atmosphäre auf die Wolkenbildung auswirken. Die Ergebnisse zeigen, dass Russalterung die Wolkenbildung und somit das Klima verändert.

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 Zürich und der EPF Lausanne haben nun aus 100 möglichen Materialien 13 vielversprechende Kandidaten entdeckt.

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

Zwei Forschungsgruppen der ETH Zürich entwickelten eine Methode, die realitätsnah, schnell und effizient elektronische Nanobauteile und deren Eigenschaften simuliert. Für die Industrie und Rechenzentrumsbetreiber ein Lichtblick. Gestern erhielten die Forscher für ihre Leistung den Gordon Bell Prize für Supercomputing.

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

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können über Details oft hitzig und lange debattieren. Zum Beispiel darüber, ob und wie sich Atome in einem Kristall beim Erwärmen verschieben und damit die Symmetrie verändern. Für das Mineral Bleitellurid lösten nun ETH-Forschende mit Simulationen auf dem CSCS-Supercomputer «Piz Daint» ein lang debattiertes Problem.

Forscher der ETH Zürich klären die bisher ungelöste Frage, ob Fischschulen Energie sparen. Dies gelang ihnen, indem sie die komplexen physikalischen Strömungssysteme detailliert auf dem Supercomputer «Piz Daint» simulierten und mit einem Algorithmus des Verstärkenden Lernens (Reinforcement Learning) kombinierten.

ETH-Professor Petros Koumoutsakos wollte eigentlich eine Karriere bei den Vereinten Nationen machen. Heute ist er einer der weltweit führenden Forscher im Bereich der Fluiddynamik, der Simulation von Strömungsprozessen mit Hilfe von Supercomputern.

Mit Hilfe von Simulationen gelang es einem Forscherteam unter Leitung von ETH-Professorin Viola Vogel ein fadenförmiges Peptid zu entwickeln, das den Spannungszustand von Gewebefasern erkennen kann. Das ebnet nun den Weg für komplett neue Forschungsansätze 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 könnten sogenannte Dynamo-Wellen eine Rolle spielen.

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

Herausragende Leistungen im Hochleistungsrechnen werden alljährlich an der Konferenz Supercomputing (SC) mit dem Gordon Bell Preis ausgezeichnet. Dieses Jahr waren erstmals gleich zwei Forschungsgruppen der ETH Zürich auf der Liste der fünf Finalisten.

Der Informatiker Torsten Höfler erhält den diesjährigen Latsis-Preis der ETH Zürich. 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 können Forscher der ETH Zürich elektronische Nanobauteile simulieren. Sie unterstützen damit die Materialwissenschaft und Industrie in Entwicklung und Produktion.

Hagel, Gewitter, Starkniederschläge. Diese Extremereignisse nehmen vermutlich im Zuge einer globalen Erwärmung zu. Mehr Sicherheit in die Projektionen bringen nun hochauflösende Simulationen von Forschern der ETH Zürich auf den Supercomputern des CSCS.

Die Oberfläche des erdähnlichen Planeten Venus weist Strukturen auf, die durch Mechanismen gebildet worden sein können, die sich auch im Erdinneren finden. Das zeigen Simulationen des ETH-Professors Taras Gerya.

Ursprung und Antrieb der Plattentektonik können 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 geklärt. 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 dafür vom US Department of Energy mit Zugang zum Supercomputer «Titan» belohnt.

Das CSCS verfügt mit «Piz Daint» über einen neuen Supercomputer, der mehr Rechenleistung bei geringerem Stromverbrauch erbringen soll. Dabei macht man sich die Vorteile von Grafikprozessoren der Spielindustrie zunutze.