Neue Projekte zum energieeffizienten Hochleistungsrechnen
Das JSC beteiligt sich mit zwei Forschungsprojekten an der BMBF-Förderschiene "Energieeffizientes HPC (Green HPC)". Die in Deutschland betriebenen Rechenzentren verbrauchen derzeit rund 3 % der gesamten Stromproduktion und sind für CO2-Emissionen von gut 8 Millionen Tonnen pro Jahr verantwortlich. Daher führen selbst kleine Energieeinsparungen letztlich zu einer deutlichen Senkung des Gesamtenergieverbrauchs von Rechenzentren und damit zu relevanten CO2-Einsparungen. Ziel dieser Förderschiene ist die Verbesserung der Energieeffizienz des Hochleistungsrechnens, sowohl von Hochleistungsrechenzentren an Hochschulen und Forschungseinrichtungen als auch von kommerziellen Rechenzentren. Die beiden Projekte mit JSC-Beteiligung werden ab dem 1. Oktober 2022 für drei Jahre gefördert.
Das Projekt ENSIMA (ENergy-efficient SImulation Methods for Application-oriented computational problems) wird KI-Methoden einsetzen, um die Bestimmung von Designparametern zu verbessern und die Ausführungszeit von Simulationsprozessen durch approximatives und heterogenes Rechnen zu beschleunigen. Für den Anwendungsfall Blechumformung in der Automobilindustrie soll die Rechenzeit um 50 % reduziert werden, was zu einer Verringerung des Stahleinsatzes um 15 % und damit indirekt zu einer Verringerung sowohl der fertigungsbedingten Emissionen als auch des Energiebedarfs für die Fahrzeugproduktion führt. Das FZJ leitet das Arbeitspaket 2 ("Optimierung von Workflow-Komponenten"), in dem die Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz der im Projekt eingesetzten OpenForm-Benutzercode-Komponenten des Industriepartners GNS analysiert und verbessert wird. Weitere Projektpartner sind die RWTH Aachen (Koordinator) und die TU Darmstadt.
Kontakt: Dr. Bernd Mohr
Das STXDemo-Projekt wird einen Konzeptnachweis für künftige energieeffiziente Hochleistungsrechner liefern. Es wird einen Hardware-Prototyp entwickeln, der aus einer Hauptplatine mit mehreren STX-Prozessoren besteht, bei denen es sich um Verarbeitungseinheiten handelt, die für die Lösung von Schablonenalgorithmen optimiert sind. STXDemo baut auf der Arbeit des EU-Projekts European Processor Initiative (EPI) auf und zielt darauf ab, die Energieeffizienz im Vergleich zu konkurrierenden Plattformen, die auf GPUs oder x86-Prozessoren basieren, um mindestens den Faktor zwei zu verbessern. Der Maßstab für den Erfolg des Projekts ist die Verbesserung der Energieeffizienz ausgewählter rechenintensiver Simulationsanwendungen. Das FZJ wird eine Co-Design-Anwendung aus dem Bereich der Gitterquantenchromodynamik (LQCD) beisteuern und einen Hardware-Prototypen am JSC installieren. Weitere Projektpartner sind die Fraunhofer-Gesellschaft (Koordinator), die TU Kaiserslautern und die Zollner Elektronik AG.
Kontakt: Dr. Estela Suarez
aus JSC News No. 293, 6. Dezember 2022