Supercomputer

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Kamikaze
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Supercomputer

Beitragvon Kamikaze » Mo 25. Jun 2018, 14:07

Supercomputer werden immer leistungsfähiger und immer wichtiger für den wissenschaftlichen Fortschritt.

Wikipedia hat geschrieben:Als Supercomputer oder Superrechner werden die schnellsten Rechner ihrer Zeit bezeichnet. Dabei ist es unerheblich, auf welcher Bauweise der Rechner beruht, solange es sich um einen universal einsetzbaren Computer handelt. Ein typisches Merkmal eines modernen Supercomputers ist seine große Anzahl an Prozessoren, die auf gemeinsame Peripheriegeräte und einen teilweise gemeinsamen Hauptspeicher zugreifen können. Supercomputer werden häufig für Computersimulationen im Bereich des Hochleistungsrechnens eingesetzt.

Supercomputer spielen eine essentielle Rolle im wissenschaftlichen Rechnen und werden in diversen Disziplinen eingesetzt, etwa Simulationen im Bereich der Quantenmechanik, Wettervorhersagen, Klimatologie, Entdeckung von Öl- und Gasvorkommen, Molekulardynamik, Biologischen Makromolekülen, Kosmologie, Astrophysik, Fusionsforschung, Erforschung von Kernwaffentests bis hin zur Kryptoanalyse.

In Deutschland sind Supercomputer überwiegend an Universitäten und Forschungseinrichtungen wie etwa den Max-Planck-Instituten zu finden. Wegen ihrer Einsatzmöglichkeiten fallen sie unter deutsche Gesetze zur Waffenexportkontrolle.

https://de.wikipedia.org/wiki/Supercomputer

In den USA wurde nun der aktuell schnellste Rechner in Betrieb genommen - der "Summit" von IBM:
https://www.tagesschau.de/ausland/super ... r-109.html

4608 Rechner vom Typ IBM OpenPower9 AC922 füllen über 200 Standard-19-Zoll-Racks, vermutlich 18 Nodes je Rack, die Racks sind in 8 Reihen, aufgestellt, vermutlich 32 Racks je Rack-Reihe, der Rechner belegt damit stattliche 520 Quadratmeter
10 PetaByte Arbeitsspeicher in Summe:
je Rechner 512 GB DDR4-Arbeitsspeicher
96 GB HBM2-Arbeitsspeicher bei den NVidia-Rechenbeschleunigern enthalten (16 GB je GPU)
Nicht flüchtiger Speicher je Rechner: 1600 GB
2 * 100 Gb/s InfiniBand-Vernetzung von Mellanox
2 Power9 CPUs mit je 22 Cores und 6 Nvidia Tesla-V100-GPUs je Rechner
250 Petabyte Festplattenspeicher auf GPFS-Dateisystemen mit einer summierten Schreib-Lese-Bandbreite von 2,5 Terabyte/Sekunde
Elektrische Leistung ca. 13 MW

Der Rechner leistet damit ca. 12-mal so viel wie sein Vorgänger Titan (Computer) mit einem Energieverbrauch von 9 MW und 18 PetaFLOPS Rechenleistung. Die Rechen-Effizienz (GFLOPS/Watt) ist damit gegenüber dem Vorgänger um einen Faktor 8 gestiegen.


Imposante Werte: 215 PetaFLOPS nach Linpack-Benchmark und bis zu 3,3 ExaFLOPS für spezialisierte Anwendungen.

Quelle

Hier auch der Hinweis, dass mit dem kleinen Programm "Boinc" (Wikipedia-Artikel) der eigene Rechner Teil eines Hochleistungsrechen-Netzwerkes werden kann, wenn sich der Rechner gerade langweilt (als z.B. während ich diesen Beitrag hier schreibe).
Damit kann man wissenschaftlichen Projekten was Gutes tun, die sich keine Rechenzeit auf einem Supercomputer leisten können. Als Beispiel seien hier das "Word Community Grid" (z.B. Krebs- und Ebola-Forschung) und "SETI" (Suche nach Hinweisen auf außerirdische Intelligenz) genannt. Es gibt jedoch noch viel mehr Projekte, die man damit unterstützen kann.
Aus Erfahrung kann ich sagen: Man merkt als Benutzer nicht, wenn BOINC im Hintergrund werkelt, denn Usereingaben haben standardmäßig immer Vorrang und die Rechnerressourcen werden entsprechend bei Bedarf sofort freigegeben.
Wer Interesse daran hat: Download-Link

In diesem Thread können sowohl neue Durchbrüche gesammelt werden, die durch Supercomputer möglich wurden, als auch neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Supercomputer.
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Re: Supercomputer

Beitragvon watisdatdenn? » Mo 25. Jun 2018, 15:12

Ich kenne boinc. Ist ein interessantes Ding.

Für mich wäre es noch interessanter Besucher eine Webseite über JavaScript kleine Aufgaben rechnen zu lassen.
Also mit Rechenpower bezahlen anstelle von Werbung..
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Kamikaze
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Re: Supercomputer

Beitragvon Kamikaze » Mo 25. Jun 2018, 15:17

watisdatdenn? hat geschrieben:(25 Jun 2018, 16:12)

Ich kenne boinc. Ist ein interessantes Ding.

Für mich wäre es noch interessanter Besucher eine Webseite über JavaScript kleine Aufgaben rechnen zu lassen.
Also mit Rechenpower bezahlen anstelle von Werbung..


In diversen Web-Entwicklerforen kann man lesen, dass das anscheinend schon sehr vereinzelt gemacht wird - allerdings ist das wohl noch sehr Viren-anfällig.
Die Übertragung eines Werbebanners scheint da einfacher, weil es keinen Upload vom Zielrechner erfordert (der dann neben den Bezahl-Datenpaketen noch andere Daten wie Keylogger oä. "mitnehmen" kann).
Eine sichere Lösung dafür scheint noch nicht gefunden. Zudem sind die Arbeitspakete für die meisten Projekte wohl größer, als die durchschnittliche Verweildauer auf einer Webseite. Damit verbunden ist natürlich auch die Fragestellung "Wie klein müssen die Aufgaben-Cluster sein, um sinnvolle Ergebnisse zu erzielen ohne Up- und Download massiv zu beanspruchen? (Stichwort "Overhead")".
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Re: Supercomputer

Beitragvon Tom Bombadil » Mo 25. Jun 2018, 15:18

folding@home ist auch eine gute Sache, für die man Rechenleistung spenden kann.
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Re: Supercomputer

Beitragvon watisdatdenn? » Mo 25. Jun 2018, 17:08

Kamikaze hat geschrieben:(25 Jun 2018, 16:17)
Eine sichere Lösung dafür scheint noch nicht gefunden. Zudem sind die Arbeitspakete für die meisten Projekte wohl größer, als die durchschnittliche Verweildauer auf einer Webseite.

Nun sicher müsste das eigentlich schon sein, da es in der Javascript-sandbox läuft..
Kombiniert mit webassembly und ausnutzen der Grafikkarte über webgl (so wie tensorflow.js da macht) kann das sogar sehr sehr effizient sein (JavaScript ist eher ineffizient).

Aber du hast recht. Die Herausforderung wird sein entsprechend kleine Rechenpakete zu schnüren..
Soweit ich weiss wird das für cryptowährungen schon gemacht..
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Re: Supercomputer

Beitragvon Tom Bombadil » Mo 25. Jun 2018, 18:50

Sowas sollte allerdings nur mit expliziter Erlaubnis des Users gemacht werden. Eine website, die das einfach so macht, sieht mich nie wieder.
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Re: Supercomputer

Beitragvon Kamikaze » Di 3. Jul 2018, 11:13

Aktuelle News aus dem "World Community Grid":

Data from Help Cure Muscular Dystrophy Project Helps Shed Light on the Mysteries of Protein Interactions
Protein-protein interactions are the basis of cellular structure and function, and understanding these interactions is key to understanding cell life itself. Dr. Alessandra Carbone and her team continue to analyze data on these interactions from the Help Cure Muscular Dystrophy project, and they recently published a new paper to contribute to the body of knowledge in this field.


auf deutsch laut Google:
Daten aus dem Projekt "Help Cure Muscular Dystrophy" helfen dabei, die Geheimnisse der Proteinwechselwirkungen aufzuklären
Protein-Protein-Wechselwirkungen sind die Grundlage für die zelluläre Struktur und Funktion, und das Verständnis dieser Wechselwirkungen ist der Schlüssel zum Verständnis des Zelllebens. Dr. Alessandra Carbone und ihr Team analysieren weiterhin Daten zu diesen Interaktionen im Rahmen des Projekts "Help Cure Muscular Dystrophy" und haben kürzlich ein neues Papier veröffentlicht, das zum Wissensvorrat in diesem Bereich beitragen soll.


Leider habe ich dieses "Papier" nirgends online gefunden. Vielleicht hat ja jemand mehr Glück... :)
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Re: Supercomputer

Beitragvon X3Q » Di 3. Jul 2018, 13:33

N.Lagarde, A.Carbone, S.Sacquin-Mora, Hidden partners: Using cross-docking calculations to predict binding sites for proteins with multiple interactions. Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics, 2018. (In press)

R.Raucci, E.Laine, A.Carbone, Local Interaction Signal Analysis: a new approach for the prediction of protein-protein binding affinity. Structure, 2018. (In press)

Die sind scheinbar gerade im Druckprozeß.

--X
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Re: Supercomputer

Beitragvon Kamikaze » Do 2. Aug 2018, 06:43

Neuigkeiten vom World Community Grid:

The Expanding Frontiers of Carbon Nanotube Technology
The Clean Water Project made an exciting discovery about the possible applications of carbon nanostructures to water purification, biomedical research, and energy research. Dr. Ming Ma, one of the scientists on the project, recently published a paper that summarizes the current status of work in this field.


auf Deutsch:
Die Grenzen der Carbon Nanotube Technologie werden erweitert
Das Clean Water Project machte eine aufregende Entdeckung über die möglichen Anwendungen von Kohlenstoffnanostrukturen in der Wasseraufbereitung, der biomedizinischen Forschung und der Energieforschung. Dr. Ming Ma, einer der Wissenschaftler des Projekts, veröffentlichte vor kurzem ein Papier, das den aktuellen Stand der Arbeit in diesem Bereich zusammenfasst.


Detaillierter Artikel (englisch): https://www.worldcommunitygrid.org/abou ... icleId=568



Data from Help Cure Muscular Dystrophy Project Helps Shed Light on the Mysteries of Protein Interactions
Protein-protein interactions are the basis of cellular structure and function, and understanding these interactions is key to understanding cell life itself. Dr. Alessandra Carbone and her team continue to analyze data on these interactions from the Help Cure Muscular Dystrophy project, and they recently published a new paper to contribute to the body of knowledge in this field.


auf Deutsch:
Daten aus dem Projekt "Help Cure Muscular Dystrophy" helfen dabei, die Geheimnisse der Proteinwechselwirkungen aufzuklären
Protein-Protein-Wechselwirkungen sind die Grundlage für die zelluläre Struktur und Funktion, und das Verständnis dieser Wechselwirkungen ist der Schlüssel zum Verständnis des Zelllebens. Dr. Alessandra Carbone und ihr Team analysieren weiterhin Daten zu diesen Interaktionen im Rahmen des Projekts "Help Cure Muscular Dystrophy" und haben kürzlich ein neues Papier veröffentlicht, das zum Wissensvorrat in diesem Bereich beitragen soll.


Detaillierter Artikel (englisch): https://www.worldcommunitygrid.org/abou ... icleId=567
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Re: Supercomputer

Beitragvon Kamikaze » Mo 22. Okt 2018, 09:21

Neues vom Supercomputing-Projekt "Outsmart Ebola Together":

By: Dr. Erica Ollmann Saphire, PhD
The Scripps Research Institute
3 Oct 2018

Summary
The Outsmart Ebola Together research team is moving on to the data analysis phase of the project. Read more in this message from principal investigator Dr. Erica Ollmann Saphire.

Dear Volunteers,

When we launched the Outsmart Ebola Together project at the end of 2014, everyone in the world had become aware of the virus after it infected more than 14,000 people--and killed more than 5,000 people--in West Africa. The news cycle may have moved on, and the more recent Ebola outbreaks have not been as widespread. But Ebola continues to be a killer, with the most recent outbreaks (as of this writing) reported in the Democratic Republic of the Congo.

Your response to Outsmart Ebola Together has been terrific, and you have returned more than 350 million results to help find new drug targets against Ebola virus. Thank you!

We now have more than enough data to analyze to find new directions for antiviral drugs. So, we are ending this phase of the project to finish processing the suggestions your computers, phones, and tablets have sent us. This is also a good time for us to make any necessary adjustments to our analysis strategy, look for additional collaborators on the project, and determine if/when we'll need additional computational work.

We will be stopping work on World Community Grid in the next three or four weeks.

We will be in touch with more information and results!


Erica Ollmann Saphire


Übersetzt mit Google:
Von: Dr. Erica Ollmann Saphire, PhD
Das Scripps Forschungsinstitut
3. Oktober 2018

Zusammenfassung
Das Forschungsteam von Outsmart Ebola Together geht in die Phase der Datenanalyse des Projekts über. Lesen Sie mehr in dieser Nachricht von Principal Investigator Dr. Erica Ollmann Saphire.

Liebe Freiwillige,

Als wir Ende 2014 das Projekt Outsmart Ebola Together starteten, war jeder in der Welt auf das Virus aufmerksam geworden, nachdem es in Westafrika mehr als 14.000 Menschen infiziert - und mehr als 5.000 Menschen - getötet hatte. Der Nachrichtenzyklus könnte sich weiterentwickelt haben, und die jüngsten Ebola-Epidemien waren nicht so weit verbreitet. Aber Ebola ist weiterhin ein Mörder, mit den jüngsten Ausbrüchen (wie in diesem Schreiben beschrieben) in der Demokratischen Republik Kongo.

Ihre Antwort auf Outsmart Ebola Together war großartig und Sie haben mehr als 350 Millionen Ergebnisse gefunden, um neue Angriffspunkte gegen Ebola-Viren zu finden. Vielen Dank!

Wir haben jetzt mehr als genug Daten zu analysieren, um neue Richtungen für antivirale Medikamente zu finden. Wir beenden diese Phase des Projekts damit, die Vorschläge zu verarbeiten, die uns Ihre Computer, Telefone und Tablets geschickt haben. Dies ist auch ein guter Zeitpunkt für uns, um notwendige Anpassungen an unserer Analysestrategie vorzunehmen, nach zusätzlichen Mitarbeitern für das Projekt zu suchen und festzustellen, ob und wann zusätzliche Rechenarbeit erforderlich ist.

Wir werden die Arbeit an World Community Grid in den nächsten drei oder vier Wochen einstellen.

Wir werden mit mehr Informationen und Ergebnissen in Verbindung stehen!


Erica Ollmann Saphir


Quelle

Das klingt doch sehr hoffnungsvoll und beweist einmal mehr eindrücklich die Leistung von Supercomputern bzw. Computer-Netzwerken in der modernen Wissenschaft.
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Re: Supercomputer

Beitragvon immernoch_ratlos » Mo 22. Okt 2018, 16:29

Hallo Kamikaze - geht es dabei um dies hier "Distributed computing" :?:
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Re: Supercomputer

Beitragvon Kamikaze » Di 23. Okt 2018, 06:03

Hallo immernoch_ratlos,
das Projekt "Outsmart Ebola Together" wurde tatsächlich mittels Distributed Computing (genauer gesagt über das Rechen-Netzwerk BOINC >Wikipedia-Link<) realisiert. Es ist jedoch nur eines von aktuell hunderten laufenden Supercomputing-Projekten (dazu zählt auch das Distributed Computing). Leider bekomme ich nur selten mit, welche Projekte derzeit laufen bzw. wann und wie diese abgeschlossen werden. Da ich jedoch insbesondere an Projekten Interesse habe, welche die Menschheit voran bringen (also: Grundlagenforschung oder Projekte zur Seuchen-/Katastrophenprävention) teile ich solche Erkenntnisse auch gerne. Vielleicht hat ja noch jemand Interesse an sowas. :)
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Re: Supercomputer

Beitragvon imp » Mo 12. Nov 2018, 20:29

In der Stromrechnung macht sich das schon bemerkbar, wenn der Computer im Leerlauf nicht über c1/c2 hinaus runterregelt wegen "Zusatzarbeit".
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Re: Supercomputer

Beitragvon Kamikaze » Di 13. Nov 2018, 07:36

imp hat geschrieben:(12 Nov 2018, 20:29)

In der Stromrechnung macht sich das schon bemerkbar, wenn der Computer im Leerlauf nicht über c1/c2 hinaus runterregelt wegen "Zusatzarbeit".


Zum Einen ist ja niemand gezwungen da mit zu machen, und zum Anderen habe ich bisher noch keine signifikante Änderung in meiner Stromrechnung feststellen können. Ich vermute daher, dass sich die möglicherweise entstehenden Mehrkosten im Bereich weniger Cent bzw. Euros im Jahr bewegen, so lange der Rechner nicht nur dafür eigens am laufen gehalten wird. Ich lasse bspw. nur dann fremde Aufgaben rechnen, wenn ich ohnehin am PC arbeite. Wenn ich mal was spiele rechnet Boinc aufgrund der dann erhöhten Belastung ohnehin nicht. Einen Rechner eigens für BOINC zu betreiben kommt einer Spende gleich, aber auch das kann jeder selbst entscheiden. Ein Zwang existiert da in keiner Richtung. :)

Übrigens geht es hier nicht (nur) um das BOINC-Netzwerk, sondern um Supercomputer und die dazugehörigen Projekte allgemein.
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Re: Supercomputer

Beitragvon imp » Di 13. Nov 2018, 09:38

Kamikaze hat geschrieben:(13 Nov 2018, 07:36)

Zum Einen ist ja niemand gezwungen da mit zu machen, und zum Anderen habe ich bisher noch keine signifikante Änderung in meiner Stromrechnung feststellen können.

Das kommt drauf an, was dein PC so verbraucht. Je mehr cores der CPU oder Grafikkarte, umso größer ist der Effekt. Je größer der RAM, umso größer der Effekt. Zwischen einem "Surf-Laptop" und einem anspruchsvollen PC mit großer Grafikkarte (oder gleich zweien) und leistungsfähigen CPUs liegt - unter Last - schon einiges.

In C5, C6 bewegst du dich bei aktuellen Highend-Desktop-Prozessoren unter 1 Watt. Im Betrieb bei C0-C2 bist du da bei einem vielfachen. Bei einem Skylake unter Voll-Last bist du schnell mal bei 60 Watt.
Strom ist nicht nur ein Posten auf der Rechnung, er will auch erzeugt und transportiert werden, was egal auf welche Art immer ein Eingriff in die Umwelt ist. Mehr Strom, größeres Problem.

Ein menschliches Gehirn verbraucht nur etwa 20 Watt. Der nicht mehr ganz neue IBM Watson dürfte um 20.000 Watt liegen. Davon ist dein PC zuhause etwas entfernt.
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Re: Supercomputer

Beitragvon Kamikaze » Di 13. Nov 2018, 09:55

imp hat geschrieben:(13 Nov 2018, 09:38)
In C5, C6 bewegst du dich bei aktuellen Highend-Desktop-Prozessoren unter 1 Watt. Im Betrieb bei C0-C2 bist du da bei einem vielfachen. Bei einem Skylake unter Voll-Last bist du schnell mal bei 60 Watt.
Strom ist nicht nur ein Posten auf der Rechnung, er will auch erzeugt und transportiert werden, was egal auf welche Art immer ein Eingriff in die Umwelt ist. Mehr Strom, größeres Problem.

oder mit anderen Worten: wer gleichzeitig eine alte Glühbirne gegen eine LED austauscht bleibt beim gleichen Energieverbrauch. :thumbup:
Nebenbei empfinde ich persönlich die Abwärme des PCs (die bei entsprechenden Einstellungen durchaus mehr ist, als ohne BOINC-Aktivität) als wirklich angenehm - soweit, dass ich mir letztes Jahr das Heizgebläse gespart habe, das normalerweise zu später Stunde meine Füße wärmt (wobei der PC natürlich nicht so kräftig pustet, aber dafür konstant...) :cool:

Ein menschliches Gehirn verbraucht nur etwa 20 Watt.

Da würde mich die Quelle interessieren. Klingt zwar schlüssig, aber die Erhebung würde mich doch sehr interessieren.

Der nicht mehr ganz neue IBM Watson dürfte um 20.000 Watt liegen. Davon ist dein PC zuhause etwas entfernt.

Ich kenne IBM Watson nur als Deep-Learning-KI-Programm - nicht als Computersystem oder Prozessor... >Siehe IBM-Homepage<
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Re: Supercomputer

Beitragvon Teeernte » Di 13. Nov 2018, 10:21

imp hat geschrieben:(13 Nov 2018, 09:38)

Das kommt drauf an, was dein PC so verbraucht. Je mehr cores der CPU oder Grafikkarte, umso größer ist der Effekt. Je größer der RAM, umso größer der Effekt. Zwischen einem "Surf-Laptop" und einem anspruchsvollen PC mit großer Grafikkarte (oder gleich zweien) und leistungsfähigen CPUs liegt - unter Last - schon einiges.

In C5, C6 bewegst du dich bei aktuellen Highend-Desktop-Prozessoren unter 1 Watt. Im Betrieb bei C0-C2 bist du da bei einem vielfachen. Bei einem Skylake unter Voll-Last bist du schnell mal bei 60 Watt.
Strom ist nicht nur ein Posten auf der Rechnung, er will auch erzeugt und transportiert werden, was egal auf welche Art immer ein Eingriff in die Umwelt ist. Mehr Strom, größeres Problem.

Ein menschliches Gehirn verbraucht nur etwa 20 Watt. Der nicht mehr ganz neue IBM Watson dürfte um 20.000 Watt liegen. Davon ist dein PC zuhause etwas entfernt.


Hatte Kontakte zum "Schrott"....da gehen viele Systeme .....auch ganz gute Serversysteme den letzten Weg.

Schrott lässt sich "tauschen" ...

Aber schon die normale Stromrechnung mit Kühlung lässt schnell auf "Normalmode" umschalten..... :D :D :D

Bei mir läuft da für den Haushalt der Apple Mac mini...... 85Wh....

Aber wer sich den "Keller" trocknen will --- das gibt es von IBM natürlich mit 3 Fach redundantem Netzteil, extra Bootprozessor, ...allerfeinsten Netzwerkkarten gern auch mit rund 4 KWh nach oben "offen"....

Nun zum "verstehen" wie ein IBM Server aufgebaut ist ...und bootet...ok....ein paar Stunden....

Ansonsten - zu hause - ist selbst für Freaks bei 10kWh "Schicht" im Schacht ?? ...ist natürlich WEIT vom Supercomputer entfernt.
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Re: Supercomputer

Beitragvon imp » Di 13. Nov 2018, 10:46

Kamikaze hat geschrieben:(13 Nov 2018, 09:55)
Da würde mich die Quelle interessieren. Klingt zwar schlüssig, aber die Erhebung würde mich doch sehr interessieren.

Zum Beispiel
https://m.facebook.com/ibmwatson/posts/175703352467370
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Re: Supercomputer

Beitragvon Kamikaze » Di 13. Nov 2018, 10:54


Danke. Leider kann ich dem Link nicht folgen, da es eine Registrierung bei Facebook voraussetzt. Falls du noch eine frei zugängliche Quelle hast, würde ich mich darüber freuen. :)
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Re: Supercomputer

Beitragvon imp » Di 13. Nov 2018, 10:56

Kamikaze hat geschrieben:(13 Nov 2018, 10:54)

Danke. Leider kann ich dem Link nicht folgen, da es eine Registrierung bei Facebook voraussetzt. Falls du noch eine frei zugängliche Quelle hast, würde ich mich darüber freuen. :)

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Gehirn
Leistung des Gehirns

Das Gehirn ist ein sehr aktives Organ mit einem besonders hohen Energiebedarf. Es macht beim Erwachsenen etwa 2 % der Körpermasse aus, verbraucht mit etwa 20 Watt etwa 20 % des Grundumsatzes,[12] beim Neugeborenen 50 %. Energie gewinnt es aus der aeroben Verbrennung von Glucose, aus Laktat[13] und Ketonkörpern. Glucose kann nicht vollständig durch die anderen Energieträger ersetzt werden.[14]
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