DLR bringt Supercomputer CARA auf neues Niveau
- Erneuerung des Supercomputers CARA stärkt gezielt die Rechenkapazitäten des DLR für datenintensive Forschung in zentralen Zukunftsfeldern.
- CARA ermöglicht die Bearbeitung hochkomplexer Simulationen und großer Datenmengen und schafft damit die Grundlage für schnellere und präzisere Forschungs- und Entwicklungsprozesse.
- Schwerpunkte: Digitalisierung, Luftfahrt, Raumfahrt, Energie
Mit der Erneuerung des Supercomputers CARA (Computing for Advanced Research in Aerospace) in Dresden investiert das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in die Zukunft und nimmt seinen neuen Hochleistungsrechner in Betrieb. Damit begegnet das DLR den steigenden Anforderungen an Rechenleistung für Forschung und Entwicklung in zentralen Innovationsfeldern wie Luftfahrt, Raumfahrt, Energie, Verkehr, Quantentechnologien und Künstlicher Intelligenz. Am 1. April 2026 wurde der modernisierte Supercomputer CARA feierlich übergeben.
„CARA ist mehr als nur eine IT-Infrastruktur. CARA steht für die nächste Stufe der Digitalisierung in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verkehr. Simulation, Datenanalyse und Künstliche Intelligenz sind nicht mehr nur unterstützende Werkzeuge, sondern zentrale Treiber von Innovation. Die Anlage ermöglicht modernste Anwendungen wie KI-gestützte Analysen, Quantensimulationen und datenintensive Projekte – genau dort, wo herkömmliche IT-Systeme an ihre Grenzen stoßen. CARA zeigt, was möglich ist, wenn Forschungseinrichtungen erfolgreich mit dem Bund und den Ländern zusammenarbeiten“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, Vorstandsvorsitzende des DLR.
Sachsens Wirtschaftsminister Dirk Panter würdigt die gewachsene Partnerschaft zwischen dem DLR, der TU Dresden mit ihrem Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH), starken Industriepartnern und einem innovationsorientierten Freistaat. Genau dieses Zusammenspiel von Wissenschaft, Unternehmen, Infrastruktur und öffentlicher Hand mache den Standort wettbewerbsfähig und zukunftssicher.
„Moderne Luft- und Raumfahrt entsteht nicht erst in der Werkhalle. Sie entsteht viel früher: in Modellen, in Simulationen, in digitalen Zwillingen, in datengetriebenen Entwicklungsprozessen. Wer Strömungen präziser berechnet, Materialien besser versteht, Systeme schneller optimiert und KI wirksam integriert, der gewinnt Zeit und erhöht seine Produktivität. Er gewinnt aber auch Innovationskraft und nicht zuletzt ein Stück technologischer und politischer Souveränität. Deshalb sind Infrastrukturen wie CARA bedeutende Zukunftsinvestitionen. Sie helfen dabei, Know-how im Land zu halten, neue Kooperationen zu ermöglichen und neue Wertschöpfungsketten zu erschließen. Für das damit verbundene finanzielle Engagement des Bundes und des DLR möchte ich Danke sagen!“, sagt Dirk Panter.
CARA: Innovation durch Hochleistungsrechnen in Technik und Forschung
Als Großforschungsanlage ist CARA darauf ausgelegt, hochkomplexe numerische Simulationen zu bewältigen. Insbesondere wenn technische Fragestellungen – etwa in der Konstruktion oder Optimierung – in umfangreiche mathematische Gleichungssysteme übersetzt werden, ist eine außergewöhnlich hohe Rechenleistung gefragt. Neben klassischen numerischen Simulationen kommt der Hochleistungsrechner in vielen weiteren Bereichen zum Einsatz. Dazu zählen unter anderem Analysen von Strömungsabrissen und Wirbelschleppen bei Flugzeugen, die Reduktion von Luftwiderständen bei Autos und Zügen, die optimale Platzierung von Windenergieanlagen sowie die Verringerung von Schadstoffen und die Effizienzsteigerung von Verbrennungsprozessen. Darüber hinaus ermöglicht das System KI-gestützte Anwendungen, Atmosphärensimulationen, Quantensimulationen sowie umfangreiche Datenanalysen.
Teil einer leistungsstarken HPC-Infrastruktur
CARA ist, neben dem Schwester-System CARO in Göttingen, ein zentraler Baustein der HPC-Infrastruktur (HPC steht für High Performance Computing) des DLR. Beide Anlagen stehen sämtlichen DLR-Instituten zur Verfügung und kommen immer dann zum Einsatz, wenn konventionelle PCs oder Server aufgrund begrenzter Rechenleistung oder Speicherkapazität nicht ausreichen. Die Bündelung der Ressourcen in wenigen, leistungsstarken HPC-Clustern ermöglicht dabei einen besonders effizienten und effektiven Einsatz.
Mit seiner HPC-Strategie verfolgt das DLR den eigenständigen Betrieb von Hochleistungsrechnersystemen als Schlüsseltechnologie zur Unterstützung von Forschung und Entwicklung. CARO, das an der Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH Göttingen (GWDG) betrieben wird, ergänzt CARA als zweiten Standort innerhalb dieser Infrastruktur.
Durch den Betrieb an zwei Standorten wird nicht nur eine hohe Auslastung sichergestellt, sondern auch die Ausfallsicherheit deutlich erhöht. Gleichzeitig ermöglicht diese Struktur, Systeme wechselseitig zu ersetzen oder zu modernisieren, während die jeweils andere Anlage weiterhin uneingeschränkt zur Verfügung steht.
Technologische Erneuerung
Im Jahr 2025 beauftragte das DLR den japanischen Technologiekonzern NEC Deutschland GmbH mit der Erneuerung von CARA. Sie ist entscheidend, um den steigenden Anforderungen moderner Forschung gerecht zu werden. Immer komplexere Fragestellungen und wachsende Datenmengen erfordern kontinuierlich höhere Rechenleistungen, während neue Technologien zugleich mehr Effizienz und Leistungsfähigkeit bieten. Durch die Modernisierung bleibt CARA ein zuverlässiges und zukunftsfähiges Werkzeug und ermöglicht weiterhin den Einsatz innovativer Anwendungen – von Künstlicher Intelligenz bis hin zu hochkomplexen Simulationen. Die Speicherkapazität wird im Zuge des Upgrades auf rund 30 Petabyte erhöht – nahezu eine Verdopplung. Auch die Rechenleistung wird die bisherigen 3,2 Billiarden Operationen pro Sekunde deutlich übertreffen.
Für das Gesamtprojekt stellt das DLR rund 14 Millionen Euro bereit.
Gebündelte Kompetenz am Standort Dresden
Der Betrieb von CARA erfolgt in enger Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Dresden, insbesondere mit dem Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH). Die notwendige Infrastruktur – darunter Stromversorgung, Kühlung und Gebäudetechnik – wird durch den Freistaat Sachsen bereitgestellt, vertreten durch den Staatsbetrieb Sächsisches Immobilien- und Baumanagement.
Das Rechenzentrum erfüllt höchste Anforderungen an Energieeffizienz. Durch innovative Wasserkühlung bei erhöhtem Temperaturniveau wird ein besonders niedriger Power Usage Effectiveness (PUE) erreicht. Ein weiterer Meilenstein ist die Nutzung der Abwärme: Sie wird als Nahwärme zur Beheizung des Bürogebäudes des DLR-Instituts für Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung genutzt, sowie als Fernwärme in das Fernwärmenetz der Stadt Dresden eingespeist.