High Performance- und Quanten Computing als Service

Praxisbeispiel und aktuelle Herausforderungen

• Durch die fortschreitende Digitalisierung in allen Bereichen erhöht sich die Verfügbarkeit von Daten dramatisch. Die Analyse dieser Daten mit Hilfe von (u. a.) KI und Simulationen ermöglicht zum Beispiel die Darstellung von Klima- oder Verkehrsmodellen oder auch anderer Szenarien mit hoher Komplexität und hohem Datenvolumen wie im Finanz- (zum Beispiel Entdeckung von Betrugsszenarien), Gesundheits- (Genom-Analyse) oder Industriesektor (Optimierung von Lieferketten).
• Zur Durchführung dieser Berechnungen werden kurzfristig sehr hohe Rechenleistungen benötigt, wie sie „High Performance Computer“ (HPC) zur Verfügung stellen. Eine – sich entwickelnde – Technologie ist hierbei das Quantum Computing (momentan: Quantum-Simulatoren), welches für bestimmte Problemstellungen eine Vervielfachung der Leistung verspricht.
• Während die HPC und Quantencomputer in vielen Bereichen neue Möglichkeiten eröffnen, ist es für viele potenzielle Anwender nicht möglich, in entsprechende Systeme zu investieren – da diese nur teilweise ausgelastet wären und durch die schnellen Innovationszyklen nur eine geringe Nutzungsdauer haben.
• Denkbar wäre jedoch eine gemeinsame Nutzung durch verschiedene Anwender über ein Infrastruktur- und Service-Modell, das ein hohes Maß an (Daten-)Sicherheit garantiert und den Zu- bzw. Abfluss der notwendigen Daten sowie eine Trennung von anderen Diensten steuert. Erste Ansätze solcher „Sharing-Modelle“ gibt es in der Forschung (geteilte „Supercomputer“), allerdings sind diese Kapazitäten etwa für Anwender aus der Industrie nur schwer zugänglich und es existiert kein kommerzielles Betriebsmodell.

Welchen Mehrwert bietet das „Projekt GAIA-X“?

• Das Projekt kann einen breiten Zugang zu HPC- und Quanten-Fähigkeiten „as a Service“ bieten. Damit können auch weitere (außerhalb der öffentlichen Forschung operierende) Anwender HPC für KI, Modellierung und Simulationen verwenden und die Ergebnisse sicher speichern. Updates und Wartung werden vom Anbieter übernommen.
• Aufgrund zunehmender Nutzung können HPC-Services kostengünstiger angeboten werden, weil die mengenmäßige Auslastung steigt und die Deckungsbeiträge stärker über die Menge erzielt werden können.
• Das Projekt kann als Basis für branchenübergreifende und abgesicherte Datenmarktplätze eine ideale Umgebung zum Betrieb von HPC schaffen, in der Anwender jederzeit die Souveränität über ihre Daten behalten.

Pate

• Klaus Ottradovetz – Atos