Europas erster Exascale-Supercomputer Jupiter in Jülich geht in Betrieb

Europas Exascale-Pionier: Der Supercomputer "Jupiter" in Jülich

Im Forschungszentrum Jülich wurde mit „Jupiter“ ein Supercomputer in Betrieb genommen, der als erster Exascale-Rechner Europas gilt. Dieses System markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Hochleistungsrechnerlandschaft und positioniert Europa im globalen Wettbewerb der Rechenkapazitäten. Die Einweihung erfolgte im September, und bereits kurz darauf konnte „Jupiter“ einen ersten Rekord in der Simulation eines 50-Qubit-Quantencomputers erzielen.

Die Dimension der Exascale-Rechenleistung

Die Leistungsfähigkeit von Supercomputern wird in FLOP/s (Floating Point Operations pro Sekunde) gemessen, also Gleitkommaoperationen pro Sekunde. Ein ExaFLOP/s entspricht einer Trillion (10¹⁸) solcher Operationen pro Sekunde. Dies verdeutlicht die immense Rechenkraft, die Exascale-Systeme bereitstellen. Zum Vergleich: Wenn jeder Mensch auf der Erde eine Berechnung pro Sekunde durchführen würde, bräuchte es über vier Jahre, um die Leistung eines Exascale-Rechners in nur einer Sekunde zu erreichen.

Die Entwicklung von Supercomputern hat in den letzten Jahrzehnten enorme Fortschritte gemacht:

• 1972: Der ILLIAC IV erreicht als erster Supercomputer eine GigaFLOP/s (10⁹ FLOP/s).
• 1992: Die TeraFLOP/s-Grenze (10¹² FLOP/s) wird überschritten.
• 2008: Der Supercomputer Roadrunner knackt die PetaFLOP/s-Marke (10¹⁵ FLOP/s).
• 2022: Frontier in den USA erreicht erstmals 1,1 ExaFLOP/s.

„Jupiter“ ist nun der erste europäische Vertreter dieser Leistungsklasse.

„Jupiter“ im globalen Kontext der Supercomputer

In der Top500-Liste, einer zweimal jährlich veröffentlichten Rangliste der schnellsten Supercomputer weltweit, belegt „Jupiter“ mit einer Rechenleistung von 793 PetaFLOP/s aktuell den vierten Platz. Die ersten drei Plätze sind von US-amerikanischen Systemen wie El Capitan, Frontier und Aurora besetzt. Es wird erwartet, dass „Jupiter“ noch in diesem Jahr die volle Exascale-Leistung von einem ExaFLOP/s erreichen wird.

Der Wettbewerb um die leistungsstärksten Supercomputer wird maßgeblich von den USA und China dominiert. China hat in den letzten 20 Jahren massiv investiert und zeitweise die Führung in der Top500-Liste übernommen. Die Aussagekraft dieser Liste wird jedoch zunehmend eingeschränkt, da insbesondere China seit 2024 seine Supercomputer nicht mehr meldet und viele KI-Großrechner, die ExaFLOP/s-Leistungen erbringen, nicht nach den traditionellen 64-Bit-Benchmarks eingereicht werden.

Technische Architektur und Leistungsmerkmale von „Jupiter“

Das System „Jupiter“ ist modular aufgebaut. Der sogenannte „Jupiter Booster“, der sich seit Juni 2025 im Probebetrieb befindet, bildet das Kernstück. Er besteht aus 125 Serverracks, die rund 6.000 Rechenknoten beherbergen. Jeder dieser Knoten ist mit vier NVIDIA GH200 (Grace-Hopper) Superchips ausgestattet, die leistungsstarke Prozessoren mit KI-Beschleunigern vereinen. Insgesamt arbeiten in diesem Modul etwa 24.000 CPUs und 24.000 GPUs.

Diese Konfiguration ermöglicht „Jupiter“ nicht nur hochpräzise wissenschaftliche Simulationen, sondern auch das Training großer KI-Modelle. Für KI-Anwendungen, die oft mit geringerer numerischer Genauigkeit auskommen, kann „Jupiter“ eine Leistung von über 70 ExaFLOP/s erreichen. Dies unterstreicht seine Rolle als „KI-Supercomputer“, wie NVIDIA-CEO Jensen Huang betonte.

Ein weiteres Modul, der „Jupiter Cluster“, soll voraussichtlich 2026 hinzukommen. Dieses Modul wird speziell für datenintensive Anwendungen konzipiert und soll Prozessoren des europäischen Herstellers SiPearl nutzen, die in Europa entwickelt und von TSMC gefertigt werden.

Die interne Vernetzung des Systems ist ebenfalls bemerkenswert: 300 Kilometer Kabel verbinden die Komponenten über ein schnelles Infiniband-Netzwerk, dessen Datendurchsatz 500-mal höher sein soll als der des gesamten deutschen Internets.

Anwendungsbereiche und wissenschaftlicher Nutzen

„Jupiter“ ist primär für Simulationsrechnungen konzipiert, die ein breites Spektrum wissenschaftlicher Disziplinen abdecken. Aktuell sind bereits 33 ausgewählte Projekte in einer Early-Access-Phase auf dem Booster-Modul in Bearbeitung. Die Anwendungsgebiete umfassen:

• Astrophysik: Kosmologische Modelle und Simulationen schwarzer Löcher.
• Biologie und Medizin: Simulation biologischer Systeme, Gehirnsimulationen für die Alzheimer-Forschung, Medikamentenentwicklung und die Erforschung von Proteinen und Zellen.
• Klimaforschung: Hochauflösende Klima- und Wettervorhersagen, insbesondere für Extremwetterereignisse wie Starkregen und Hitzeperioden.
• Materialwissenschaft: Entwicklung und Optimierung nachhaltiger Energiesysteme und neuer Materialien.
• Künstliche Intelligenz: Training von Large Language Models (LLMs) und die Entwicklung von KI-Anwendungen.

Die Fähigkeit von „Jupiter“, große Sprachmodelle mit 100 Milliarden Parametern in etwa einer Woche zu trainieren, ist ein Indikator für sein Potenzial im Bereich der KI-Entwicklung. Eine geplante „Jupiter AI Factory“ (JAIF) soll Start-ups und Unternehmen bei der Entwicklung sicherer KI-Anwendungen unterstützen und damit Europas Position in diesem Sektor stärken.

Energieeffizienz und Nachhaltigkeit

Trotz seiner immensen Leistung setzt „Jupiter“ auch Maßstäbe in puncto Energieeffizienz. Es gilt als das energieeffizienteste Exascale-System unter den Top 5 der weltweit schnellsten Supercomputer. Ein hocheffizientes Warmwasser-Kühlsystem ermöglicht die Wiederverwertung der Abwärme, die zukünftig zur Beheizung des Campus Jülich genutzt werden soll. Der gesamte Betrieb erfolgt zudem mit erneuerbaren Energien.

Zukünftige Entwicklungen und digitale Souveränität

Die Investitionen in „Jupiter“ belaufen sich auf rund 500 Millionen Euro für die Anlage und den Betrieb über die nächsten Jahre. Das Projekt ist Teil der EuroHPC-Initiative, die Europas digitale Souveränität stärken und die Abhängigkeit von außereuropäischen Technologien reduzieren soll. Obwohl die Chipdesigns für „Jupiter“ größtenteils aus den USA stammen, zeigt die Integration europäischer Komponenten wie der SiPearl-Prozessoren im „Jupiter Cluster“ den Willen zur Stärkung der eigenen technologischen Basis.

Die Pläne für zukünftige Erweiterungen um neuromorphe Rechner und Quantencomputer unterstreichen die langfristige Vision des Forschungszentrums Jülich. Die EU plant zudem den Aufbau von 13 KI-Fabriken, um im globalen KI-Wettbewerb mitzuhalten, wobei Jülich mit der JAIF eine zentrale Rolle spielt.

Fazit

Der Supercomputer „Jupiter“ ist ein Symbol für Europas Ambitionen im Bereich der Hochleistungsrechentechnik und Künstlichen Intelligenz. Mit seiner Exascale-Leistung und dem Fokus auf Energieeffizienz und vielfältige Forschungsanwendungen eröffnet er neue Möglichkeiten für wissenschaftliche Durchbrüche und technologische Innovationen. Die Entwicklung und der Betrieb von „Jupiter“ sind eine strategische Investition in die digitale Souveränität und Wettbewerbsfähigkeit Europas.

Bibliography:

1. Stieler, Wolfgang. "Supercomputer „Jupiter“ bricht ersten Rekord: Was verspricht der erste Exascale-Computer Europas?". *t3n*, 12. November 2025. Online verfügbar unter: https://t3n.de/news/supercomputer-jupiter-bricht-rekord-1700095/
2. Schöne, Bernd. "Viertschnellster Top500-Supercomputer: Exascaler Jupiter in Jülich eingeweiht". *heise online*, 8. September 2025. Online verfügbar unter: https://heise.de/news/Europas-erster-Exascale-Supercomputer-Jupiter-eingeweiht-10635981.html
3. Sasse, Robert. "Europas erster Exascale-Supercomputer geht in Betrieb". *Börse Express*, 8. September 2025. Online verfügbar unter: https://www.boerse-express.com/news/articles/europas-erster-exascale-supercomputer-geht-in-betrieb-823100
4. Gramsch, Maria. "Jupiter: Forschungszentrum Jülich stellt schnellsten Supercomputer Europas vor". *BASIC thinking*, 8. September 2025. Online verfügbar unter: https://www.basicthinking.de/blog/2025/09/08/supercomputer-jupiter-forschungszentrum-juelich/
5. Forschungszentrum Jülich. "Supercomputer JUPITER erreicht Rekord-Rechenleistung in Europa". *idw – Informationsdienst Wissenschaft*, 10. Juni 2025. Online verfügbar unter: https://idw-online.de/en/news853543
6. Davies, Pascale. "Europas schnellster Supercomputer "Jupiter" in Jülich enthüllt". *Euronews*, 5. September 2025. Online verfügbar unter: https://de.euronews.com/next/2025/09/05/juelich-supercomputer-jupiter