Formel-1-Zirkus: Intel gibt Gas

"Natürlich kommt es in der Formel 1 vor allem auf den Fahrer an", sagt Willem Toet, Aerodynamik-Chef bei BMW Sauber. Aber auch der Motor, die Reifen und die Aerodynamik haben einen extrem grossen Einfluss auf das Fahrverhalten. "Unser Job besteht erst einmal darin, den Wagen auf den Boden zu pressen", betont Aerodynamiker Toet. Zum Vergleich: Ein normaler Strassenwagen hält sich bei einer Geschwindigkeit von 250 Stundenkilometern mit 30 Kilogramm-Einheiten auf der Piste, bei einem Formel-1-Boliden sind es bei 300 Stundenkilometern 1800 Kilogramm. Dafür sorgen Spoiler und eine möglichst aerodynamische, das heisst windschlüpfrige Konstruktion des Fahrer-Chassis.

Im Hochleistungsrechner konstruiert

Aber wie erreicht man das? Früher testeten die Konstrukteure die Prototypen der nächsten Rennsaison im Windkanal aus. Diese Technik, die auch noch heute angewandt wird, hat aber so ihre Tücken. Das Kurvenverhalten eines Formel-1-Boliden etwa lässt sich kaum im Windkanal simulieren. Mehr und mehr greifen deshalb die Entwicklungsingenieure auf Rechenpower und Computersimulationen zurück, auf Computational Fluid Dynamics (CFD). "Mit CFD ist alles möglich, es gibt praktisch keine Grenzen, und die Fortschritte bei der Optimierung sind enorm", meint Toet.

Auf der Suche nach der perfekte Linie zerlegt CFD die Oberfläche des Autos und die umströmende Luft in 100 Millionen Zellen. Anschliessend wird berechnet, wie sich diese Zellen in unterschiedlichen Fahrsituationen verhalten. Bastelt BMW Sauber etwa an einem besseren Frontflügel, simuliert der Rechner zunächst unterschiedliche Modelle. Die nach diesem virtuellen Trial-and-Error-Verfahren ermittelte beste Variante wird danach in Karbon nachgebaut und im Windkanal getestet

Die Entwicklungszyklen beim Design eines neuen Rennwagens verkürzen sich dabei enorm. Beim F 1.09, seinem Formel-1-Boliden für die kommenden Saison, hat BMW Sauber seitliche Luftströmungen verschmälert und bei hohen Geschwindigkeiten auftretende Luft-Turbulenzen reduziert. Das erleichtere es dem Fahrer, im Rennverlauf Lücken zu nutzen und seine Position zu verbessern, unterstreicht Toet.

Profitiert auch das Business?

Computersimulationen nutzen die Fähigkeiten von Multikern-Prozessoren optimal aus, weil mehrere Aufgaben gleichzeitig durchgeführt werden können. Technisch-wissenschaftliche Simulationen und Matrizenberechnungen sind parallelisierbar, was noch lange nicht für jedes Programmierproblem gilt. Für CFD bedeutet daher Intels neuer Server-Prozessor Xeon 5500 ein echter Performance-Vorteil. Entwicklungszyklen verkürzen sich und führen letztlich schneller zu renntauglicheren Wagen. Profitiert aber auch die Geschäftswelt vom neuen Xeon 5500, der ab sofort in der Schweiz in einer Quadcore- und einer Dualcore-Varianten erhältlich ist?

Intels grüner Xeon

Zunächst einmal: Energiespartechniken wie Turbo Boost und Power Gates, welche die Tatkfrequenz von Prozessorkernen skalieren und auf nahezu Null zurückfahren können, machen den Xeon 5500 zum Stromverächter - ein Vorteil für Rechenzentren, die mit jedem Rappen rechnen müssen. Der Xeon 5500 basiert ausserdem auf Intels Nehalem-Architektur, ist also mit einem integrierten Speichercontroller und einem QuickPath-Interconnect -Datenbus ausgestattet. Beide Techniken erhöhen den Datenfluss vom und zum Prozessor und machen den Chip schneller.

Durch Hyperthreading-Technologie kann zusätzlich jeder Prozessorkern zwei separate Threads, also Programmieraufgaben, gleichzeitig erledigen. Ein Vierkern-Chip bearbeitet damit parallel acht Aufgaben in Echtzeit. Damit verbessert sich die Leistung, wenn mehrere Anwendungen oder Server-Anfragen gleichzeitig laufen, aber auch nur dann. Viele Aufgaben verlangen nach wie vor nach einer sequentiellen Bearbeitung.

Server-Konsolidierung auf ein Neuntel

Multi-Core-Chips können ihre Stärken also nicht überall ausfahren. Laut Intel gibt es mittlerweile weltweit etwa 100 für Mehrkern-Prozessoren optimierte, also parallelisierte Software-Lösungen. 30 davon werden produktiv eingesetzt, unter anderem von Siemens Healthcare. Das ist noch nicht allzu viel. Der Chipgigant selbst empfiehlt seinen neuen Xeon 5500 insbesondere für den E-Mail-, Web- und File-Server-Betrieb in kleinen und mittleren Unternehmen. Im Vergleich zu Single-Core-Servern sollen die neuen Prozessoren eine bis zu neunfache Leistung erbringen, damit wird auch nur noch ein Neuntel der bisher eingesetzten Server benötigt. Intel schätzt, dass der Xeon 5500, verglichen mit Single-Core-Systemen, die Betriebskosten um bis zu 90 Prozent reduziert und einen Return on Invest (ROI) von rund acht Monaten bietet.