CSCS: nationales Hochleistungsrechnen am Luganersee

Von Manno nach Cornaredo

Das Schweizerische Hochleistungsrechenzentrum (Centro Svizzero di Calcolo Scientifico, CSCS) wurde 1991 als Einheit der ETH Zürich gegründet, die es bis heute betreibt.¹ Sein erster Sitz lag in Manno, einer Gemeinde im Vedeggiotal nordwestlich von Lugano, wo es zwei Jahrzehnte lang gemietete Räumlichkeiten belegte.² Die Ansiedlung einer nationalen Forschungsinfrastruktur dieser Art im Tessin verschaffte dem Kanton eine Bundesinstitution von internationalem Rang zu einer Zeit, als er noch keine Universität hatte, denn die USI wurde erst 1996 eröffnet. Die Beweggründe für die Wahl von Manno sind in den für dieses Kapitel herangezogenen Quellen nicht dokumentiert. Man kann sie als frühes Beispiel des Wunsches lesen, der italienischsprachigen Region einen Anteil an den nationalen Institutionen zu geben, der sich auch in späteren Entscheiden wie dem Sitz des Bundesstrafgerichts in Bellinzona (beschrieben in Kapitel J.II) niederschlägt.³

Ende der 2000er-Jahre waren die Räumlichkeiten in Manno für die wachsenden Rechner und deren Strom- und Kühlbedarf zu klein geworden. Im Juli 2008 wählte der ETH-Rat einen Standort im Luganeser Quartier Cornaredo, im Gebiet der Gemeinde Porza, und zog ihn einem alternativen Standort in Caslano vor.⁴ Die Stadt Lugano stellte im Baurecht für vierzig Jahre ein Grundstück von 8’790 Quadratmetern zur Verfügung, das ehemalige Depot der Luganeser Verkehrsbetriebe, und übernahm die Abbruchkosten. Der Bund finanzierte das Gebäude über den ETH-Bereich mit CHF 67,5 Mio., während der Supercomputer selbst separat mit rund CHF 70 Mio. budgetiert wurde. Im November 2009 genehmigte der Tessiner Grosse Rat einen kantonalen Beitrag von bis zu CHF 5 Mio., zweckgebunden für die fortschrittliche Kühltechnik des Neubaus. Der parlamentarische Bericht erwartete einen Anstieg des Personalbestands von rund 40 auf rund 55 Personen.⁵

Das neue Zentrum wurde am 31. August 2012 von Bundesrat Alain Berset in Anwesenheit von Fritz Schiesser, Präsident des ETH-Rats, und Ralph Eichler, Präsident der ETH Zürich, eingeweiht. Berset bezeichnete die Investition als «langfristiges Engagement für die Spitzenforschung». Das Gebäude war auf eine Betriebsdauer von vierzig Jahren ausgelegt, mit einer modularen Struktur, die den Einbau aufeinanderfolgender Rechnergenerationen erlauben sollte. 2012 verteilte das Zentrum 325 Millionen Rechenstunden an seine Nutzer, und die Anfragen nach Rechenressourcen hatten sich seit 2010 fast verdoppelt.⁶

Kühlung mit Seewasser

Das markanteste technische Merkmal des Luganeser Zentrums ist sein Kühlsystem. Supercomputer wandeln fast den gesamten Strom, den sie verbrauchen, in Wärme um. Kosten und Umweltauswirkungen der Kühlung gehören zu den wichtigsten Beschränkungen ihres Betriebs. Das CSCS entnimmt dem Luganersee in 45 Metern Tiefe nahe der Mündung des Cassarate Wasser und pumpt es durch eine 2,8 Kilometer lange Leitung zum Zentrum in Cornaredo. Das Wasser kommt mit rund 6 Grad Celsius an. Das System kann bis zu 760 Liter pro Sekunde fördern und leitet das erwärmte Wasser mit einer Temperatur von höchstens 25 Grad in den See zurück, nach dem Prinzip des «Free Cooling» ohne energieintensive Kompressoren.⁷ Der parlamentarische Bericht von 2009 beschrieb eine Doppelleitung aus dem Gebiet des Parco Ciani und die Rückleitung des erwärmten Wassers in rund 20 Metern Tiefe, um eine thermische Belastung des Cassarate zu vermeiden.⁸ Das Zentrum weist eine Anschlussleistung von 11 Megawatt aus, erweiterbar auf 25 Megawatt, sowie eine Notstromversorgung mit 960 Batterien.⁹

Die Nutzung des Sees verbindet den Supercomputer mit der in Kapitel A.I beschriebenen Geografie. Die Seen, die einst den Handel von Como und Lugano trugen, kühlen heute die Rechner, auf denen Schweizer Klimamodelle, Materialsimulationen und Modelle künstlicher Intelligenz berechnet werden. Die Anlage hat auch eine rechtliche Seite, denn die Nutzung öffentlicher Gewässer zur Kühlung und die Rückleitung erwärmten Wassers bedürfen Konzessionen und umweltrechtlicher Bewilligungen nach kantonalem und eidgenössischem Gewässerschutzrecht.¹⁰

Anmerkungen

1. Swiss National Supercomputing Centre, CSCS: Il Centro Svizzero di Calcolo Scientifico (Broschüre, 2024), https://www.cscs.ch/fileadmin/user_upload/contents_publications/factsheets/brochure/ CSCS_DI2024_IT_FINAL_LR.pdf. ↩
2. Gran Consiglio della Repubblica e Cantone Ticino, Rapporto 6281 R della Commissione della gestione e delle finanze (17. November 2009), https://www4.ti.ch/fileadmin/POTERI/GC/allegati/rapporti/9034_6281r.pdf (CSCS in Manno). Die Gründung in Manno 1991 wird auch genannt in Wikipedia, «Swiss National Supercomputing Centre», https://en.wikipedia.org/wiki/Swiss_National_Supercomputing_Centre (nur ersatzweise herangezogen). ↩
3. CSCS-Broschüre 2024 (oben) (gegründet 1991); USI, «History» (oben) (erste Lehrveranstaltungen am 21. Oktober 1996). Die Deutung der Wahl als Teil einer regionalen Verteilung nationaler Institutionen ist eine Interpretation des Autors. ↩
4. Rapporto 6281 R (oben). ↩
5. Rapporto 6281 R (oben). ↩
6. CSCS, Medienmitteilung zur Einweihung des Neubaus (31. August 2012), https://www.cscs.ch/fileadmin/user_upload/contents_publications/press_releases/strategy/ Medienmitteilung_CSCS_Inauguration_IT.pdf. ↩
7. CSCS-Broschüre 2024 (oben). ↩
8. Rapporto 6281 R (oben). ↩
9. CSCS-Broschüre 2024 (oben). ↩
10. Bundesgesetz vom 24. Januar 1991 über den Schutz der Gewässer (Gewässerschutzgesetz, GSchG), SR 814.20, Art. 6 und 9 (Einleiten von Stoffen) und Art. 29–30 (Bewilligung von Wasserentnahmen), Gliederung unter https://www.droit-bilingue.ch/de-fr/8/81/814.20-index.html; kantonales Konzessionsrecht für die Nutzung öffentlicher Gewässer. ↩

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