Die genauste Berechnung der Kreiszahl Pi ist ein inoffizieller Benchmark im Hochleistungsrechnen. Der aktuelle Rekord liegt bei 50 Billionen Nachkommastellen. Seit dem 4. Mai läuft der Rekordversuch an der Fachhochschule Graubünden: Das Zentrum für Datenanalyse, Visualisierung und Simulation (DAViS) will gemeinsam mit dem Studiengang Computational and Data Science den Pi-Rekord zurück in die Schweiz holen.
Mit der Zahl Pi (griechischer Buchstaben für Pi: π) wird das Verhältnis von Umfang und Durchmesser eines Kreises beschrieben. Pi ist nicht nur für Mathematiker:innen und Datenwissenschaftler:innen eine interessante Zahl, sondern wird auch tagtäglich von Ingenieuren oder Handwerker:innen genutzt; Beispielsweise zur Berechnung des Umfangs eines Kreises (U=2πr) oder der Fläche eines Kreises (A=πr^2). Mathematisch interessant ist, dass Pi keinerlei Regelmässigkeit oder Wiederholung aufweist. Daher ist es unmöglich, Pi exakt als Kommazahl anzugeben, man kann sich der genauen Zahl nur immer weiter annähern. Die genaue Bezeichnung für eine solche Zahl ist «transzendent».
Auf den ersten Blick ist die Berechnung von Billionen von Stellen einer transzendenten Zahl nicht sonderlich sinnvoll. Der Sinn liegt aber nicht in der genauen Kenntnis der Ziffernfolge, sondern beim Weg, um diese berechnen zu können. Dafür ist nicht nur die passende Hardware nötig, sondern insbesondere auch die Expertise, die Hardware richtig einzurichten, auf die Software abzustimmen und über die wochenlange Berechnung ohne Unterbrechung zu betreiben.
Weltrekordversuch läuft seit Anfang Mai
Dieser Herausforderung stellt sich das Team des Zentrums für Datenanalyse, Visualisierung und Simulation (DAViS) in Kooperation mit dem Bachelorstudiengang Computational and Data Science. Seit dem 4. Mai 2021 läuft die Berechnung an der FH Graubünden mit dem Ziel von ca. 2 x π x 10 hoch 13 Stellen. Das sind rund 62 Billionen Stellen. Der aktuelle Weltrekord liegt bei «nur» 50 Billionen Stellen.
Im Auftrag des Kantons Graubünden wird im DAViS Expertise gebündelt und Infrastruktur bereitgestellt. «Der publikumswirksame Rekordversuch ist für uns eine gute Gelegenheit, Expertise im Computation-Bereich aufzubauen und nach aussen zu demonstrieren», so Prof. Dr. Heiko Rölke, Zentrumsleiter. «Wir stehen nicht nur für Projekte in der Datenanalyse bereit, sondern beherrschen auch den Umgang mit grossen Datenmengen und hohen Rechenanforderungen, dem sogenannten High-Performance Computing.» Die Faszination Pi begeistert junge Menschen auf der ganzen Welt. Studienleiter Prof. Corsin Capol ergänzt: «Die enge Zusammenarbeit mit dem DAViS gibt unseren Studierenden nicht nur die Möglichkeit an aktuellen Themen aus der Forschung zu arbeiten, die Studierenden profitieren auch von einer exzellenten Hardware-Infrastruktur und ausgewiesenen Dozierenden. Dies bereitet unsere Absolventinnen und Absolventen auf eine datengetriebene Zukunft vor.»
Gemeinsamer Aufbau eines regionalen Kompetenzzentrums
Die Möglichkeiten der modernen Datennutzung zum Beispiel mittels Deep Learning oder etwa im Rahmen klimarelevanter Simulationen zur Vorhersage von Hochwasser oder Lawinen sind ein immer wichtigerer Standortfaktor. Im Auftrag des Kantons Graubünden bauen die FH Graubünden und das Swiss Institute of Allergy and Asthma Research (SIAF) in Davos das Zentrum für Data Analytics, Visualization and Simulation (DAViS) auf, um Forschung, Industrie und Lehre in den Bereichen Datenanalyse und wissenschaftliches Rechnen zu bündeln und unterstützen mit dem Ziel, ein regionales Kompetenzzentrum zu etablieren. Dies in Zusammenarbeit mit dem Schweizer Hochleistungsrechenzentrum (CSCS) in Lugano.
(Bild: Pixabay)
