High Performance Computing

Die Bedeutung von „High Performance Computing (HPC)“ hat in den letzten Jahren kontinuierlich zugenommen. So hat sich HPC u.a. zu einem entscheidenden Standortfaktor im internationalen wissenschaftlichen und industriellen Wettbewerb entwickelt. In vielen Wissenschaftsbereichen haben sich in der Forschung die computergestützte Simulation und Datenanalyse als unverzichtbare Brücke zwischen Theorie und Experiment etabliert. Entwicklungen im Hoch- und Höchstleistungsrechnen sind von entscheidender Bedeutung für eine Vielzahl von Wissenschaftsbereichen, die sich unter den Schlagwörtern Simulation Science und Data Intensive Science zusammenfassen lassen. Für die vielfältige Wissenschaftslandschaft in Nordrhein-Westfalen sind Hochleistungsrechner bedeutende Instrumente einer leistungsfähigen Infrastruktur.

Die zunehmende Bedeutung von HPC wurde auch durch den Wissenschaftsrat erkannt und im Zuge der Empfehlung zum Nationalen Hochleistungsrechnen (NHR) aufgearbeitet.

Im November 2018 hat die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz (GWK) beschlossen, die Förderung von Forschungsbauten und Großgeräten an Hochschulen fortzusetzen. Grundlage bildet die Ausführungsvereinbarung zur Förderung von Forschungsbauten, Großgeräten und des Nationalen Hochleistungsrechnen (AV-FGH). Bund und Länder stellen zukünftig bis zu 62,5 Mio. € jährlich bereit, mit denen die Beschaffung und der Betrieb der geförderten Rechenzentren im NHR-Verbund von grundsätzlich jeweils zehn Jahren finanziert werden. Die GWK hat zur Vorbereitung ihrer Entscheidung einen unabhängigen Strategieausschuss eingesetzt, der u.a. Empfehlungen zum Ausschreibungstext und zu Förderkriterien erarbeiten wird. In der zweijährigen Gründungsphase des NHR-Verbunds hat sich der DFN-Verein auf Anfrage der GWK bereit erklärt, eine Geschäftsstelle des Strategieausschusses für Nationales Hochleistungsrechnen (NHR) im Verein anzusiedeln.

Die Vorbereitungen für das wissenschaftsgeleitete Auswahlverfahren beginnen 2019.

Die DH.NRW hat es sich zur Aufgabe gemacht, u.a. die Empfehlung des Wissenschaftsrats auf NRW-Ebene umzusetzen und die damit verbundene Abstimmung des Ausbaus der HPC Zentren NRWs voranzutreiben.

 

HPC in NRW

Die Bedeutung von Hochleistungsrechnern als wichtige Instrumente einer leistungsfähigen Infrastruktur für die Wissenschaftslandschaft in NRW spiegelt sich in zahlreichen Aktivitäten wider. In NRW ist mit dem Jülich Supercomputing Centre (JSC) eines der drei Bundeshöchstleistungsrechenzentren etabliert. Als Teil des Gauss-Center for Supercomputing (GCS) engagiert sich das JSC auch auf europäischer Ebene. Damit sind die Ebenen 0 und 1 der Versorgungspyramide abgedeckt. Auf Ebene 2 haben sich die RWTH Aachen University und die Universität Paderborn mit ihren – von Wissenschaftsrat und DFG positiv evaluierten – Forschungsbauanträgen zu Hochleistungsrechnern in der programmtisch-strukturellen Line HPC etabliert. Im Herbst 2018 hat die Universität zu Köln durch die Einreichung einer Skizze im Forschungsbauverfahren ebenfalls eine Evaluation zum Aufbau eines Ebene 2 HPC-Zentrums angestoßen.

Auch auf Ebene 3 gibt es zahlreiche anerkannte Aktivitäten und etablierte Standorte. Dies zeigt sich unter anderem in den Mitgliedschaftenin der Gauß-Allianz aber auch an der aktiven Teilnahme am Arbeitskreis Supercomputing des ZKI.

Die folgende Grafik bildet das aktuelle HPC-Ökosystem in NRW an den Hochschulstandorten als Momentaufnahme ab.

 

HPC-Landeskonzept der Hochschulen in NRW

Eine von der DH.NRW eingesetzte Arbeitsgruppe HPC, besetzt mit Spezialistinnen und Spezialisten aus den drei für HPC wesentlichen Bereichen: nutzende Wissenschaft, Methodenwissenschaft und Betrieb, hat in Abstimmung mit dem Ministerium für Kultur und Wissenschaft ein HPC-Landeskonzept erarbeitet.

Die zahlreichen und vielfältigen HPC-Aktivitäten sollen zukünftig in den Kontext eines HPC-Landeskonzepts NRW eingebunden werden, das sich als Bestandteil des landesweiten Programms zur Digitalisierung der Hochschulen in NRW versteht.

Als Ziele innerhalb von Nordrhein-Westfalen werden die nachhaltige Sicherstellung der Versorgung der Wissenschaft und der in Hochschulkooperationen forschenden Industrie mit HPC-Ressourcen und – Fachkenntnissen, der effiziente und wissenschaftsgeleitete Einsatz sowie der strukturierte Zugang zu HPC-Ressourcen fokussiert. Als weiteres Ziel steht die gemeinsame Planung zu HPC-Ressourcen in Nordrhein-Westfalen im Zentrum.

Kernpunkte sind eine Verbesserung der Abstimmung der HPC-Aktivitäten in Nordrhein-Westfalen und im nationalen Kontext, die Förderung und Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses, die Verbesserung der Rahmenbedingungen und Möglichkeiten für Spitzenforschung sowie das Heranführen von neuen Nutzergruppen an das Hochleistungsrechnen. Ein weiterer Punkt ist eine zunehmende hochschulübergreifende Vernetzung der HPC-Ressourcen im Land, um die Qualität des Betriebes zu befördern und eine effiziente Nutzung durch die Nutzerinnen und Nutzer zu gewährleisten.

HPC-Landeskonzept

Kooperationen zu diesem Diskurs

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