Rechenleistung ist eine Größe, die immer wichtiger wird. Das gilt natürlich auch für die Wissenschaft, die es oft mit großen und komplexen Daten zu tun hat. Das zeigt etwa das Beispiel der Life Sciences. Häufig angewandte Methoden wie etwa die Sequenzierung von DNA, Computermodellierungen oder die wissenschaftliche Visualisierung von Strukturen sind nur mit der Hilfe von leistungsfähigen Prozessoren möglich.
Auch andere Wissenschaftszweige, wie etwa die Teilchenphysik, benötigen regelmäßig Rechenpower. Mehrere Institute der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und das Institut für Molekulare Pathologie (IMP) haben sich daher zu einem High-Performance-Computing Team zusammengeschlossen. Gemeinsam mit dem IMP haben das GMI - Gregor-Mendel-Institut für molekulare Pflanzenbiologie, das Institut für Hochenergiephysik, das IMBA - Institut für Molekulare Biotechnologie sowie das Stefan-Meyer-Institut für subatomare Physik eine Cloud-Infrastruktur-Plattform - kurz: CLIP - geschaffen.
Arbeit von Stunden in Sekunden
CLIP verbessert als Supercomputer-Cluster die Geschwindigkeit von Rechenprozessen enorm. Alle Wissenschaftler/innen, die sogenannte „in silico“ Methoden, also hochkomplexe Simulationen, nutzen, haben die Möglichkeit auf den neuen Supercomputer zuzugreifen – unabhängig vom Standort der Forschenden. So ist es auch möglich, CLIP in der Feldforschung zu nutzen, etwa in der Geologie oder Weltraumforschung.
Ronny Zimmermann, der die IT-Abteilung des IMP und der beiden ÖAW-Institute IMBA und GMI leitet, sieht in dem neuen Supercomputer großes Potential für die Forschung: „Wissenschaftler/innen können die Zeit, die für Berechnungen gebraucht wird, drastisch reduzieren, wenn sie CLIP nutzen. Ein Task, der normalerweise mehrere Stunden dauert, kann in nur wenigen Sekunden ausgeführt werden. Das kann man vergleichen mit mehreren hunderten Rechnern, die als eine Einheit zusammengeschaltet sind. Wir freuen uns sehr, dass wir mit Oktober dieses Jahres bereits mehr als 400 Mitarbeiter/innen haben, die CLIP für ihre Forschung nutzen.“
Von DNA-Strukturen bis CERN-Daten
CLIP liefert beeindruckende Zahlen: Mehr als 200 Server laufen mit über 7700 CPU-Kernen (zum Vergleich: reguläre Computer haben zwischen vier und sechs) und 112 GPU-Karten. 14 Institutionen in Österreich nutzen bereits CLIP-Services, darunter zahlreiche Forschungsgruppen am Vienna Biocenter und an der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.
Einer der Forscher, der CLIP bereits verwendet, ist Anton Goloborodko, Gruppenleiter am IMBA der ÖAW: “CLIP ist für die Forschungsarbeit in unserer Gruppe essentiell. Die meisten unserer Projekte brauchen eine hohe Rechenleistung, zum Beispiel für die Analyse von umfangreichen Sequenzierungsdaten, Polymersimulationen von DNA-Strukturen oder auch für Modellierungen. Diese Projekte haben alle unterschiedliche rechnerische Anforderungen. Manche brauchen hunderte von schwachen Computern, manche ein paar wenige sehr leistungsstarke und manche benötigen sogar spezielle Hardware (GPUs). Trotzdem hat CLIP Lösungen für all unsere Projekte“, zeigt sich der Wissenschaftler vom neuen Supercomputer überzeugt und ergänzt: „Das Design des Clusters hat auch mögliche Flaschenhälse, die so oft bei Hochleistungs-Computern vorkommen, mitbedacht, sodass wir uns allein auf unsere wissenschaftliche Arbeit konzentrieren können. Was ich auch schätze, ist, dass wir die selbe Rechenumgebung für Prototypen und großangelegte Berechnungen nutzen können.“
Auch für Robert Schöfbeck, Gruppenleiter am Institut für Hochenergiephysik der ÖAW, ist CLIP für die eigene Forschung inzwischen unverzichtbar: “In weniger als einem Jahr ist CLIP für unsere Gruppe äußerst wichtig geworden, um die großen Datensammlungen des LHC Experiments am CERN zu analysieren. CLIP erfüllt nicht nur unsere technischen Anforderungen, die Support Crew sorgt zudem für eine hohe Verfügbarkeit und es gibt einen klaren Zeitplan für Upgrades. Die GPU-Infrastruktur ist schließlich auch eine ideale Umgebung für modernste Anwendungen im Bereich des Machine Learning. Alles in allem kann man sagen, dass unsere neue „Home Base“ vergleichbare internationale Lösungen hinter sich lässt.“
