Part of HPC Ecosystem

HKHLR as Part of the HPC Ecosystem Hessen

HPC-Ökosystem für die Forschung

Die wissenschaftliche Hochleistungsrechnerlandschaft dient der Forschung. Ziel ist es Forschungsprojekte, die Hochleistungsrechnen benötigen, bestmöglich mit Ressourcen und Unterstützung zu versehen. 

1. Forschung

Die Hochleistungsrechner werden von den unterschiedlichsten Forschungsdisziplinen genutzt, zunehmend auch von Gruppen, die bisher noch keine Erfahrung mit Hochleistungsrechnern hatten. Die Forschung lässt sich einteilen in Forschung zum Hochleistungsrechnen selbst (meist aus den Bereichen Informatik oder Elektrotechnik) oder Forschung die Hochleistungsrechner nutzt, um Erkenntnisse aus den Simulationsergebnissen zu gewinnen. 

2. Hardware

Unterschiedliche Anforderungen, unterschiedliche Rechner

Es gibt nicht einen Hochleistungsrechner, der allen unterschiedlichen Forschungsprojekten gerecht werden kann. Je nach Aufgabenstellung werden unterschiedliche Leistungsklassen und -merkmale benötigt. 

Die Leistungsstärksten Rechner in Deutschland sind im Gauß Center for Supercomputer (GCS) zusammengefasst. Sie stehen in der Leistungspyramide auf höchster Stufe (Tier 1).

In Hessen gibt es mit dem Lichtenberg Hochleistungsrechner (Darmstadt) und dem Goethe-HLR-Cluster (Frankfurt) zwei Hochleistungsrechner der mittleren Leistungsklasse (Tier2)  an den Universitäten und mit den Clustern Skylla, Marc2 und Linux Cluster Kassel drei universitäre Hochleistungsrechner der unteren Leistungsklasse (Tier 3). Außerdem gibt es noch viele Institutseigene Cluster, die aber nicht allgemein zugänglich sind.

Für den Betrieb (Administration) dieser hochspezialisierten Hardware sind Expertinnen und Experten notwendig, die sich sowohl mit der Hardware als auch mit der betriebsspezifischen Software auskennen.

3. Software, HPC-Nutzung und Brainware

Software und Nutzung 

Neben der betrieblich notwendigen Software nutzt jedes Forschungsprojekt problemspezifische Software. Das kann sowohl Software sein, die im Institut entwickelt oder weiterentwickelt wurde, Software deren Quellen öffentlich zugänglich sind, oder auch kommerzielle Software. Je nach Software und Wissensstand der Nutzerinnen und Nutzer können mit der Software die Ressourcen der Hochleistungsrechner sehr gut, mäßig oder auch schlecht ausgenutzt werden. 

Brainware (HKHLR)

Durch "schlaue" Nutzung lassen sich Ressourcen sparen und gleichwertige wissenschaftliche Ergebnisse mit weniger Ressourcen Einsatz (Rechenzeit) erzielen, bzw. mehr Ergebnisse mit dem selben Einsatz von Ressourcen. Eine effiziente Nutzung ist auch unter ökonomischen und ökologischen Aspekten sinnvoll -  mit dem gleichen Energieeinsatz bzw. finanziellem Einsatz wird mehr wissenschaftlicher Output generiert. 

Da Hochleistungsrechnen und effiziente Code Gestaltung kein primäres Ziel der Anwendungswissenschaften ist, ist es dringend notwendig, das die Anwenderinnen und Anwender in möglichst zielführender Weise die Qualifikationen erlangen, die für ihre spezielle Anwendung eine effiziente Nutzung ermöglicht.   

Mit dem Hessischen Kompetenzzentrum für Hochleistungsrechnen wird Expertenwissen (Brainware) für diese Aufgabe bereitgestellt.

4. Gremien

Rechenzeitvergabe

Rechenzeit auf den Tier 2 Rechnern wird nach DFG-Richtlinien auf Basis eines wissenschaftsgeleiteten Vergabeverfahren verteilt werden. Dazu gibt es in Frankfurt und in Darmstadt Gremien, die die Anträge auf Rechenzeit bewerten und diese Ressourcen bewilligen.

In Darmstadt ist das der Forschungsrechnerbeirat in Frankfurt der Scientific Advisory Council.

Hessischer Beirat für Hochleistungsrechnen

Um die Interessen der Forschung mit den Erfordernissen des Betriebes zu koordinieren trifft sich in Hessen zweimal im Jahr der Hessische Beirat für Hochleistungsrechnen.

Direktorium des Hessischen Kompetenzzentrums für Hochleistungsrechnen 

Das Direktorium des HKHLR lenkt die Aktivitäten des Kompetenzzentrums

5. Netzwerk

Damit hessische Forschung an nationalen und internationalen Neuerungen im HPC-Bereich teilhat, ist eine Vernetzung mit unterschiedlichen Zusammenschlüssen zum Thema Hochleistungsrechnen notwendig. 

Mitglieder des HKHLR und des Rechnerbetriebs nehmen deshalb an nationalen und internationalen Treffen zum Thema HPC teil.