Seit mehreren Jahren koordiniert die EuroHPC Joint Undertaking (EuroHPC JU) die Schaffung einer Weltklasse-Infrastruktur für das Höchstleistungsrechnen (high-performance computing, HPC) in Europa. Dazu gehört sowohl die Planung und Installation neuer HPC-Systeme im Petascale-, Pre-Exascale- und Exascale-Bereich, als auch die künftige Beschaffung von Quantencomputern.
17. Okt 2023
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Die Vision der EuroHPC JU ist, dass europäische Wissenschaftler:innen und Ingenieur:innen in Hochschulen und Industrie den größten Nutzen aus diesen Investitionen ziehen, indem sie unabhängig von ihrem Arbeitsort Zugang zu allen Maschinen der JU über ein Hochgeschwindigkeitsnetz haben. Eine aufgerüstete und agile End-to-End Infrastruktur wird für den schnellen und einfachen Austausch von Daten zwischen den Rechenzentren notwendig sein.
Ein neues, von der EuroHPC JU gefördertes Projekt namens EuroHyPerCon erforscht, wie sich dieser Bedarf abdecken lässt. Der Verbund aus Netzwerkspezialisten Innov-Acts und Enomix gemeinsam mit dem Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) wird Pläne für ein Ultrahochgeschwindigkeitsnetz entwickeln, das EuroHPC-Systeme mit regionalen und nationalen Rechnernetzen verbindet. EuroHyPerCon wird in einer umfangreichen Studie die Anforderungen von HPC-Zentren, Nutzergemeinschaften und Netzbetreibern in ganz Europa ermitteln und analysieren. Nach Abschluss des Projekts wird für die EuroHPC Joint Undertaking ein umfassender Implementierungsfahrplan als Leitfaden zum Aufbau des Netzes erstellt.
Als Koordinator des EuroCC-Netzes der nationalen Kompetenzzentren für HPC verfügt das HLRS über ein umfassendes Wissen zur europäischen Landschaft des Hoch- und Höchstleistungsrechnens. Das HLRS wird die wichtigsten Interessengruppen ermitteln, die bei der Festlegung der Anforderungen an ein neues hyperkonnektives Netz helfen können. Sobald die vollständigen Spezifikationen feststehen, wird das HLRS auch den Implementierungsfahrplan entwickeln.
Dr. Bastian Koller, Geschäftsführer des Höchstleistungsrechenzentrums Stuttgart, wird den Beitrag des HLRS zu diesem Projekt leiten. „Mithilfe von Workshops, Interviews und Umfragen wird EuroHyPerCon Interessenvertreter aus ganz Europa an einen Tisch bringen“, erklärt Koller. „Ihre Erkenntnisse werden uns dabei helfen, einen realistischen und durchführbaren Implementierungsplan zu erstellen. Dank des Plans wird die EuroHPC JU in der Lage sein, die für das nächste Jahrzehnt erwarteten Veränderungen im Bereich HPC-Technologien und ihrer Nutzung zu adressieren.
In der Planung müssen sowohl eine wachsende Zahl von HPC-Nutzer:innen und größere Datenmengen als auch die besonderen Anforderungen aufkommender Technologien wie künstliche Intelligenz, Edge Computing (für das Internet der Dinge) und Quantencomputing berücksichtigt werden. Der Fahrplan enthält nicht nur Empfehlungen für die technischen Merkmale des Netzes, sondern behandelt auch praktische Fragen, die für den Erfolg des Projekts von entscheidender Bedeutung sind, darunter Verwaltung und Kostenplanung.
Dennis Hoppe, Leiter der Abteilung Service Management and Business Processes am HLRS, sieht eine der größten Herausforderungen von EuroHyPerCon darin, die Bedürfnisse und Anforderungen von Hunderten potenzieller Interessengruppen unter einen Hut zu bringen. Universitäten, Unternehmen und regionale Netzbetreiber haben individuelle Richtlinien für Datensicherheit und Datenkapazität, die berücksichtigt und möglicherweise miteinander in Einklang gebracht werden müssen. Da die Systeme des EuroHPC JU nicht nur die akademische Forschung, sondern auch die industrielle Forschung und Entwicklung unterstützen, ist es außerdem wichtig zu überlegen, wie kleinen Unternehmen ein durchgängiger Hochgeschwindigkeitszugang über die so genannte „letzte Meile“ bereitgestellt werden kann, die in der Regel von lokalen Netzanbietern verwaltet wird.
„Die europäische Wissenschaft und Industrie ist bereits stark vernetzt, aber mit der zunehmenden Nutzung von Höchstleistungsrechnern, KI und Quantencomputern besteht die Gefahr, dass Engpässe bei der Datenübertragungskapazität alle verlangsamen“, erklärt Hoppe. „Das ist vergleichbar mit dem, was passiert, wenn Städte wachsen und die Straßen überlastet sind. Irgendwann wird es notwendig, eine Autobahn zu bauen. Wir wollen herausfinden, was nötig ist, um dies für HPC in Europa zu erreichen und um sicherzustellen, dass die Nutzer in ganz Europa problemlos auf die Autobahn auffahren können.“
— Christopher Williams
