3 Billiarden
Rechenoperationen kann der Supercomputer Quriosity pro Sekunde durchführen. Das entspricht einer Rechenleistung von
rund 20.000 Notebooks.
Global
Innovation
Supercomputer
Wenn es bei BASF darum geht, Digitalisierung voranzutreiben, spielen Forschung und Entwicklung eine zentrale Rolle. Um zum Beispiel aus Tausenden von Möglichkeiten die vielversprechendste Polymerstruktur zu berechnen, braucht es heutzutage schon einen Hochleistungsrechner mit überdurchschnittlicher Rechenpower – eben einen Supercomputer wie unseren Quriosity.
Mit einer Rechenleistung von 3 Petaflops (1 Petaflops entspricht einer Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde) ist der neue Supercomputer deutlich leistungsfähiger als sein Vorgänger mit 1,75 Petaflops. Der neue Hochleistungsrechner der BASF, der wie sein Vorgänger Quriosity heißt, ist der weltweit größte Supercomputer, der in der industriellen chemischen Forschung eingesetzt wird.
Digitale Technologien gehören zu den wichtigsten Instrumenten, um unsere Forschungs- und Entwicklungskompetenzen weiter auszubauen. Sie helfen uns, die Entwicklungszeit innovativer Moleküle und chemischer Verbindungen deutlich zu verkürzen und damit die Markteinführung neuer Produkte zu beschleunigen.“
Der neue Supercomputer besitzt ein neuartiges Kühlkonzept, das auf einer Warmwasserkühlung basiert. Diese nimmt im Supercomputer die Wärme direkt dort auf, wo sie entsteht, und führt sie ab. Dies reduziert den Energiebedarf und damit die Betriebskosten deutlich.
Dr. Stephan Schenk, Product Manager High Performance Computing bei BASF, am Bedienelement für die Kühlung des Supercomputers Quriosity.
Mit Quriosity sind sehr viel komplexere Modelle möglich, bei denen deutlich mehr Parameter variiert werden können. Insgesamt wird so nicht nur eine signifikant kürzere Entwicklungsdauer möglich, sondern es können auch bislang verborgene Zusammenhänge erkannt und genutzt werden, um völlig neue Forschungsansätze voranzutreiben.
Erfahren Sie mehr über die Themen, an denen Quriosity arbeitet:
Wie groß das Potenzial einer Substanz ist, in das Grundwasser zu gelangen, hängt von ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften ab. Darüber hinaus spielen lokale Bedingungen wie Klima und Bodeneigenschaften eine große Rolle. Die Wechselwirkungen von Pflanzenschutzmitteln mit dem Boden und deren möglicher Transport mit dem versickernden Wasser ins Grundwasser werden durch mathematische Gleichungen genau beschrieben. So können mit Hilfe von Quriosity diese komplexen Umweltsimulationen zur Registrierung von Pflanzenschutzmitteln für > 400.000 Szenarien in wenigen Stunden statt Jahren berechnet werden. Die Modelle umfassen das Verhalten und den Verbleib der Produkte sowie möglicher Abbauprodukte in der Umwelt – eine Voraussetzung für die Zulassung im europäischen Markt und die nachhaltige Nutzung. Weitere Informationen zu den innovativen Lösungen der BASF für Landwirtschaft, Schädlingsbekämpfung und Landschaftspflege finden Sie hier.
Ein Anwendungsbeispiel unseres neuen Supercomputers sind molekulare Simulationen von Waschmittel-Formulierungen. Dank der enormen Rechenleistung von Quriosity können wir mit diesen Simulationen auf molekularer Ebene erklären, wie unsere existierenden sowie mögliche neue BASF-Produkte arbeiten. Das gewonnene bessere Verständnis von chemischen Produkten, Formulierungen und Prozessen ermöglicht so mehr Innovationen in kürzerer Zeit. Weitere Information zu den innovativen Lösungen für Wasch- und Reinigungsmittel der BASF finden Sie hier.
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Das Video zeigt die molekulare Simulation einer Waschmittel-Formulierung. Alle Bestandteile des Waschmittels (Seife = weiße Tropfen, Tenside = grünliche Tropfen, Polymere = Stäbchen) werden simuliert, genauso wie Schmutz (rot) und eine Baumwoll-Oberfläche (weiß, am Boden). Am End der Simulation mit 26 Millionen Atomen befindet sich kaum noch Schmutz direkt an der Baumwoll-Oberfläche. Die Polymere stabilisieren dabei den Schmutz zusammen mit den Tensiden und verhindern auch, dass er sich wieder auf der Baumwoll-Oberfläche ablagern kann.
Die Wirkweise von Molekülen wird durch deren Eigenschaften bestimmt. Mit Hilfe von Quriosity erstellen wir eine große Datenbank an berechneten molekularen Eigenschaften. Mittels Machine Learning werden diese Eigenschaften mit der Wirkweise von BASF-Produkten in Relation gebracht. Dieser Ansatz erlaubt es mittels unserer Datenbank, erfolgversprechende Moleküle für innovative BASF-Produkte zu finden.
Tenside sind ein wesentlicher Bestandteil vieler Produkte des täglichen Lebens wie zum Beispiel Spülmittel oder Hautcremes. Selbst in sehr niedrigen Konzentrationen können Tenside Strukturen bilden, die die Leistung eines Produktes wesentlich beeinflussen. Tenside beeinflussen zum Beispiel, wie stark ein Spülmittel schäumt oder wie gut sich eine Creme auf der Haut verteilen lässt. Mit Hilfe von Quriosity können wir nun Tensidsysteme genau studieren und damit die Forschungs- und Entwicklungsteams dabei unterstützen, neue Formulierungen für Wasch- und Reinigungsmittel sowie für Körperpflegeprodukte zu entwickeln.