Fusion im Dienste nachhaltiger Energie

Wissenschaftler und Ingenieure auf der ganzen Welt gehen die globale Energieherausforderung an, indem sie die Kernfusion erforschen, einen Versuch, den Energieprozess der Sonne und der Sterne auf der Erde zu reproduzieren. Dieser Prozess beinhaltet das Schmelzen von leichten Kernen bei extremen Temperaturen und Drücken, um ein heißes Plasma zu erzeugen. Als ultimative Energiequelle könnte die Fusion eine nachhaltige Alternative zu fossilen Brennstoffen bieten. Die Entwicklung eines Fusionskraftwerks stellt jedoch eine enorme Herausforderung dar.

In diesem Zusammenhang hat sich die britische Atomenergiebehörde (UKAEA) mit Intel und dem Cambridge Open Zettascale Lab zusammengetan, um einen „digitalen Zwilling“ des ersten Fusionskraftwerks zu schaffen, unter Verwendung modernster Technologien wie Intel oneAPI und DAOS-Hochleistungsspeicher. Diese Tools sind für die Durchführung umfangreicher und komplexer Simulationen, die für die Konstruktion und Regelung einer Schmelzanlage erforderlich sind, unerlässlich. Der Einsatz von künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen und High-Performance-Computing ist dabei von entscheidender Bedeutung.

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Die Portabilität des Codes ist auchein wesentlicher Aspekt dieses Projekts. Zukünftige HPC (Hochleistungscomputer) müssen Aufgaben auf verschiedenen Architekturen ausführen. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, verlassen sich UKAEA und seine Partner auf oneAPI, ein von Intel entwickeltes offenes, Multi-Architektur-Programmiermodell. Dieser Ansatz ermöglicht es Entwicklern, eine einzige Codebasis auf mehreren Architekturen zu verwenden, was die Entwicklung beschleunigt und die Wartung erleichtert.

Die Speicherung der riesigen Datenmengen, die durch Simulationen generiert werden, ist ebenfalls eine große Herausforderung. In diesem Bereich ist DAOS-Hochleistungsspeicher von entscheidender Bedeutung. DAOS wurde für die effiziente Verwaltung großer Datenmengen entwickelt und bietet eine Lösung für die spezifischen Anforderungen von HPC-Anwendungen mit hoher Bandbreite, niedriger Latenz und hoher E/A-Kapazität pro Sekunde.

In Zusammenarbeit mit Intel beschleunigen UKAEA und das Cambridge Open Zettascale Lab die Entwicklung der kommerziellen Fusionsenergie. Fortschritte in Hardware- und Softwaretechnologien wie oneAPI und DAOS spielendaher eine entscheidende Rolle bei der Erreichung dieses ehrgeizigen Ziels. Diese Bemühungen versprechen, die HPC-Landschaft von morgen zu gestalten und zur Schaffung einer CO2-neutralen Welt beizutragen, einem wichtigen Schritt auf dem Weg zu sauberer und nachhaltiger Energie.

« Ich bin fest davon überzeugt, dass die Zukunft der nachhaltigen Energie auf Supercomputern basieren wird. Deshalb sind Intel, seine Partner und die Universität Cambridge für diese Reise, die wir gemeinsam unternehmen müssen, von entscheidender Bedeutung. »

– Dr. Rob Akers, Head of Advanced Computing UK Atomic Energy Authority (UKAEA)

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