Förderung der wissenschaftlichen Forschung mit neuer Cloud-Supercomputing-Infrastruktur

Die in einem großen europäischen Supercomputing-Zentrum installierten neuen Computer- und Speichersysteme wurden entwickelt, um unter anderem den Anforderungen der neurowissenschaftlichen Forschung gerecht zu werden. Ein wesentlicher Vorteil ist hochinteraktives Hochleistungsrechnen, das extreme Berechnungen durchführen kann.

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Die mit wissenschaftlichem Rechnen und datenwissenschaftlicher Arbeit kompatiblen Cloud-Supercomputing-Dienste sind das Ziel eines Konsortiums, das aus fünf großen europäischen Supercomputing-Zentren besteht. Die Zentren richten ihre Dienste zur Schaffung einer E-Infrastruktur namens Fenix Infrastructure mit gut integrierten Datenbeständen und skalierbaren Supercomputersystemen aus. Im Rahmen des europäischen Human Brain Project (HBP) ist das EU-finanzierte Projekt ICEI (Interactive Computing E-Infrastructure for the Human Brain Project) für die Realisierung der ursprünglichen Version der E-Infrastruktur verantwortlich.

Als Teil dieser Bemühungen hat der ICEI-Projektpartner, das französische Kommissariat für Atomenergie und alternative Energien neue Ressourcen und Dienstleistungen in seinem Very Large Computing Center (TGCC) – einem der fünf oben genannten Supercomputing-Zentren – bereitgestellt. Dazu gehören die standardmäßigen Hochleistungsrechenressourcen sowie neue Systeme für unabhängiges Cloud-Computing, Objektspeicherung und interaktives Rechnen. Die im TGCC installierten neuen Systeme sind auf die besonderen Bedürfnisse der neurowissenschaftlichen Forschung und anderer wissenschaftlicher Bereiche ausgerichtet, die hochinteraktive Hochleistungsrechendienste zur Durchführung extremer Berechnungen erfordern.

Vier neue Systeme

Laut einer auf der Projektwebsite veröffentlichten Pressemitteilung gibt es vier neue TGCC-Systeme. Das erste System ist ein interaktives Rechenzentrum für effizientere Visualisierung, künstliche Intelligenz, Nachbearbeitung und interaktive Auslastungen. „Dieses Zentrum ist mit Intel-Prozessoren der letzten Generation, leistungsstarken Nvidia-Grafikprozessoren und mit bis zu drei Terabyte Speicher pro Server ausgestattet. Dieses System eignet sich besonders für die Simulation und Interaktion großer neuronaler Strukturen“, heißt es in der Pressemitteilung.

Das zweite System ist eine Cloud-Infrastruktur, über die Forschende Webdienste, gemeinsame Wissensdatenbanken, offene Datenplattformen und andere verwandte Gemeinschaftsdienste entwickeln können. In der Pressemitteilung wird mitgeteilt: „Mit dem quelloffenen Softwarepaket von OpenStack kann sie [die Infrastruktur] bis zu 600 virtuelle Server ausführen.“

Beim dritten System handelt es sich um ein paralleles Full-Flash-Lustre-Dateisystem mit fast einem Petabyte Speicher, das auf hochmodernen DataDirect Networks-Controllern (DDN SSF 18KXe) ausgeführt wird. Dieses Hochleistungsspeichersystem kann intensive Datenauslastungen unterstützen.

Das vierte installierte System ist „[ein] Objektspeicher mit 7 Petabyte Speicher, auf dem die quelloffene Speichersoftware OpenIO ausgeführt wird“. Wie in der Pressemitteilung beschrieben, „können Nutzende mit dem System ihre Daten sicher archivieren und im Internet mit anderen Mitgliedern ihrer Forschungsgemeinschaft teilen“.

Die neuen Systeme werden im Rahmen des Projekts ICEI eingesetzt und interagieren mit den Systemen der anderen vier Supercomputing-Zentren in Deutschland, Italien, Spanien und der Schweiz, die Teil der Fenix-Infrastruktur sind. Diese E-Infrastruktur wird zuerst von den Forschenden genutzt werden können, die zum Human Brain Project gehören oder mit ihm verbunden sind. Einer dieser Nutzenden ist der stellvertretende Direktor des Instituts NeuroMod Alexandre Muzy von der Université Côte d'Azur. Er hatte Folgendes zu den neuen Diensten zu sagen: „Dank Fenix konnte ich durch sehr leistungsfähige Rechenressourcen Hochleistungssimulationen erzielen und mit erstklassigen Forschenden interagieren, um die Relevanz meines mathematischen Modellierungsansatzes zu verbessern.“

Weitere Informationen:
ICEI-Projektwebsite

Schlüsselbegriffe

ICEI, Cloud, Rechnen, Hochleistungsrechnen, Supercomputing