v. l. Prof. Dr. Thomas Kühne und Prof. Dr. Christian Plessl mit Prof. Dr. Johannes Blömer, Vizepräsident für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs, bei der Ergebnispräsentation ihres ausgezeichneten Forschungsvorhabens. - Foto: Universität Paderborn, Jennifer Strube
v. l. Prof. Dr. Thomas Kühne und Prof. Dr. Christian Plessl mit Prof. Dr. Johannes Blömer, Vizepräsident für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs, bei der Ergebnispräsentation ihres ausgezeichneten Forschungsvorhabens. - Foto: Universität Paderborn, Jennifer Strube

„Green IT“: Effizienzsteigerung bei Rechensystemen

IT-Systeme haben einen großen Anteil am weltweiten Stromverbrauch. Je exakter die Rechenergebnisse von Computern sein sollen, umso mehr Energie benötigen sie für ihre Leistung. Zwei Wissenschaftler der Universität Paderborn untersuchen in einem interdisziplinären Forschungsprojekt, wie die Energieeffizienz von Rechnersystemen gesteigert werden kann. Für ihr Vorhaben erhielten Prof. Dr. Christian Plessl, Leiter des „Paderborn Center for Parallel Computing“ (PC²), und Prof. Dr. Thomas Kühne, Lehrstuhlinhaber der Theoretischen Chemie, 2018 den Forschungspreis der Universität. Mit der Auszeichnung werden Wissenschaftler geehrt, die mit visionären Ideen, kreativen Technologien oder innovativen Methoden Projekte abseits des Mainstreams entwickeln. Besonders außergewöhnliche Forschungsvorhaben sollen so eine Realisierungschance erhalten.

Am Mittwoch, 5. Februar, präsentierten die beiden Wissenschaftler nun die Ergebnisse ihrer Forschungsarbeit „Green IT: Exakte Berechnungen mit ungenauen aber energieeffizienten Computern“. Plessl erläutert die Relevanz des Themas: „IT durchdringt unser gesamtes Leben. Ob Shopping, Partnersuche oder Reiseplanung – alles passiert online“. Die einzelnen Rechnungen, die dabei im Hintergrund laufen, werden von den Endgeräten in Rechenzentren verlagert. Weltweit gibt es immer mehr solcher Zentren, in denen jeweils tausende Server stehen, die sehr viel Energie benötigen. „Die Frankfurter Rechenzentren verbrauchen inzwischen genau so viel Strom wie der Frankfurter Flughafen“, erklärt der Informatiker. Aus ökologischer und ökonomischer Sicht bestehe deshalb ein großes Interesse daran, die Energieeffizienz von Rechnersystemen zu steigern.

Energie sparen mit ungenau rechnenden Computern

Plessl und Kühne entwickelten deshalb eine neue Rechenmethode, die auf das Konzept des „Approximate Computing” zurückgeht. Demnach können aus ungenauen Berechnungen exakte Resultate abgeleitet werden. Da IT-Systeme für solche Rechenwege weniger Energie benötigen, könne so schlussendlich ihr Energieverbrauch reduziert werden, erklären die Paderborner Wissenschaftler. Durch das Zusammenspiel von Informatik und Naturwissenschaften waren Plessl und Kühne in der Lage, die neuartige und fehlertolerante Berechnungsmethode am Computer zu simulieren.

„Mit unserer Forschung konnten wir einen erfolgreichen Machbarkeitsnachweis für die Nützlichkeit von ‚Approximate Computing‘ für das wissenschaftliche Rechnen nachweisen“, sagt Kühne. Die Möglichkeit, mithilfe ungenau rechnender Computer Energie zu sparen, könne laut Kühne auch direkte Auswirkungen auf Paderborn haben: „Die Integration dieses Konzepts würde die in den Departments Chemie, Physik und Informatik verarbeiteten Datenmengen nicht nur erhöhen, sondern gleichzeitig den Energieverbrauch im Rechenzentrum PC² der Universität reduzieren.“

Expertenkontakt:

  • Prof. Dr. Christian Plessl, Paderborn Center for Parallel Computing (PC²), Tel.: 05251 60-5399, E-Mail: christian.plessl@upb.de
  • Prof. Dr. Thomas Kühne, Lehrstuhlinhaber der Theoretischen Chemie, Tel.: 05251 60-5726, E-Mail: tdkuehne@mail.upb.de

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