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Industrie und Supercomputing – wo drückt der Schuh?

Industrie und Supercomputing – wo drückt der Schuh?

Höchstleistungsrechner sind längst nicht mehr nur eine Domäne der Wissenschaft. Auch in der Industrie ist der Einsatz von High Performance Computing (HPC) verbreitet und dort insbesondere bei der Produktentwicklung beliebt; hier spielen Simulationsberechnungen oft eine herausragende Rolle. Nutzer von Höchstleistungsrechnern stehen also nicht nur in der Wissenschaft vor besonderen Herausforderungen, auch in der Industrie drückt der Schuh. Wo genau, das wollten Professor Michael Resch, Direktor des HLRS Stuttgart, und Dr. Andreas Wierse, Geschäftsführer der Sicos-BW, im Gespräch mit der Industrie herausfinden.

So war das Bundeshöchstleistungsrechenzentrum (HLRS) Austragungsort des Industrial HPC User Round Table, der erstmals am 8. Dezember 2017 in Stuttgart stattfand. Über 30 Gäste aus der Industrie waren der Einladung des HLRS und der Sicos BW gefolgt.

 

Neutrale Unterstützung – Die SICOS BW
Die SICOS BW GmbH mit Sitz in Stuttgart ist eine Tochter des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Universität Stuttgart. Sie verfolgt die Aufgabe, speziell kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) den Zugang zu Simulation und Höchstleistungsrechnen sowie Big und Smart Data Themen zu erleichtern

 

Ziel der Veranstaltung war es, HPC-Anwendern die Möglichkeit zu geben, aktuelle Herausforderungen und Probleme zu diskutieren. „Wir wollen in erster Linie zuhören und die Sorgen von HPC-Anwendern in der Industrie kennenlernen“, charakterisiert Andreas Wierse den Zuschnitt der Veranstaltung.

Den Auftakt der Veranstaltung gestalteten fünf Referenten, die lebendige Einblicke in sehr unterschiedliche industrielle Anwendungsfelder eröffneten: Gerd Büttner vom Flugzeugbauer Airbus, Dr. Martin Kaiser von Motorenhersteller MAN Diesel & Turbo SE, Dr. Manuel Hasert von der Festo AG und Co KG  (Automatisierungstechnik), Dr. Benedetto Risio von der RECOM Services GmbH, die sich auf die Simulation von Großfeuerungsanlagen spezialisiert hat, sowie Holger Weiß von der Animations-Firma M.A.R.K.13.

HLRS-Experten berichteten, wie das Höchstleistungsrechenzentrum die Industrie heute schon bei der Nutzung ihrer Rechner unterstützt. Sie gaben einen Ausblick über sich abzeichnende zukünftige Technologien im HPC und schilderten, wie der wachsende Bedarf an HPC-Expertise durch ein HLRS-Weiterbildungsprogramm verbessert werden soll.

Im Zentrum der Veranstaltung standen jedoch die Teilnehmer, die im Workshop intensiv über die aktuellen Schuhdrückerthemen diskutierten.

Ein klassisches Problem bleibt der Umbau älterer Software: Viele in der Industrie eingesetzte Codes stammen aus den 90er Jahren. Seinerzeit haben Programmierer allerdings bei der Software-Entwicklung noch nicht an Parallelisierung gedacht, sodass der Umbau serieller zu parallelen Anwendungen oft sehr aufwändig ist. Die Parallelisierung von Software ist aber eine grundlegende Voraussetzung für ihre Anwendung auf HPC-Systemen.

Aufwand erzeugt auch die Hardware durch den notwendigen Umbau älterer Rechnerarchitekturen oder die Weiterentwicklung von Speichersystemen.

Neben internen zeichnen sich auch externe Herausforderungen ab, so zum Beispiel bei der Zusammenarbeit mit ISVs (Independent Software Vendor). Ihre wachsende Marktmacht führt zur Verdrängung der mit diesen Unternehmen konkurrierenden Startups, die oft mit innovativen Ideen zur Lösung von speziellen Problemen beitragen könnten. Auch werden die Software-Lizenzmodelle für Industriekunden als unvorteilhaft eingeschätzt.

Ein wichtiger Trend bleibt die Cloud. Nicht nur Software-, sondern auch Hardware-Anbieter setzen zunehmend auf dieses Angebotsmodell. Unter den industriellen HPC-Nutzern löst das allerdings nicht wirklich Euphorie aus. Gerade im Bereich der Simulation ist ein reibungsloser Workflow von besonderer Bedeutung; eine Auslagerung in die Cloud unterbricht jedoch diesen Workflow und löst daher nur einen Teil des Problems. Darüber hinaus befürchten die Anwender eine wachsende Abhängigkeit von einem einzigen Anbieter.

Ein ausgewogenes Technologie- und Ressourcenmanagement kennzeichnet die Herausforderungen beim Betrieb von HPC-Systemen. Die Volatilität von Projekten oder einzelnen Rechenjobs führt zu der Frage, wie eine optimale Verteilung und Nutzung der Ressourcen sichergestellt werden kann.

Eine weitere Herausforderung bleiben die Mitarbeiter. Das Recruiting hochqualifizierter Spezialisten ist im aktuellen Umfeld schwierig, zudem erscheint auch die Entwicklung grundlegender Kenntnisse bei den Ingenieuren, die HPC-Systeme nutzen, dringend geboten. 

Last but not least zählt die Beschaffung von Hardware zur hohen Kunst des HPC, sie ist gekennzeichnet durch die große Vielfalt der Anwendungen und ein wachsendes Tempo in der technologischen Entwicklung.

Am Ende der Veranstaltung waren naturgemäß nicht alle Fragen geklärt – doch in Einem waren sich die Teilnehmerinnen und Teilnehmer einig: Der Industriedialog soll fortgesetzt werden, da alle Mitwirkenden ihr Interesse bekundeten, themenspezifische Arbeitsgruppen zu bilden und den Industrial HPC User Round Table jährlich stattfinden zu lassen.

 

Der nächste Roundtable wird am 11. Dezember 2018 am HLRS in Stuttgart stattfinden.

Markus Klietmann
Sicos-BW
Nobelstr. 19
70569 Stuttgart
klietmannsicos-bwde

Dr.-Ing. Andreas Wierse

Nutzen Sie Ihren Wettbewerbsvorteil durch den Einsatz von Simulation und Höchstleistungsrechnen sowie Big und Smart Data. Ich freue mich auf den Dialog mit Ihnen.

Dr.-Ing. Andreas Wierse

[Geschäftsführer]