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Projekt
Integration heterogener Cloud- und Hochleistungsrechenressourcen für die geschützte Verarbeitung großer Mengen von EO-Daten
Antragsteller
Professor Dr. Dieter Kranzlmüller
Fachliche Zuordnung
Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 522760169
HPC1 will die Integration von Cloud-nativen Umgebungen mit traditionellem High-Performance-Computing (HPC) neu definieren. Dieses Projekt befasst sich mit der kritischen Herausforderung, heterogene HPC-Funktionen mit nativen Cloud-Umgebungen zu harmonisieren, und konzentriert sich dabei auf komplizierte Aspekte wie Zugang, Bereitstellung und Architektur. Das mehrdimensionale Vorhaben dreht sich um eine Reihe übergeordneter Ziele, die darauf abzielen, ein robustes Rahmenwerk für skalierbares und hochleistungsfähiges serverloses Computing zu schaffen, das verschiedene Rechen- und Speicherressourcen nahtlos einbezieht. Das Hauptziel besteht darin, Cloud-native Paradigmen nahtlos in traditionelle HPC-Umgebungen zu integrieren, indem Abstraktionsebenen, interoperable Schnittstellen und spezialisierte Dienste entwickelt werden. Ziel ist es, ein wissenschaftlich orientiertes Serverless-Computing-Framework zu schaffen, das die Grenzen bestehender Paradigmen überwindet und den Weg für ein einheitliches und effizientes Berechnungsökosystem ebnet. In diesem Zusammenhang liegt ein Hauptaugenmerk auf der sorgfältigen Orchestrierung der Aufgabenverteilung und Ressourcenbereitstellung, um einen fehlertoleranten Betrieb zu gewährleisten. Dazu gehört die Optimierung der Ressourcenbereitstellung durch intelligente Nutzung von Informationen, die Einrichtung von Protokollen für das Fehlermanagement während der Ausführung und die Erforschung von Schnittstellen für die Aufgabenausführung. Darüber hinaus wird auf energieeffiziente Ausführungsstrategien, Autoskalierung und elastische Bereitstellung geachtet, um die Effizienz des Gesamtsystems zu verbessern. Gleichzeitig zielt HPC1 darauf ab, die Sicherheitsaspekte des serverlosen Rechnens zu stärken. Dies beinhaltet die Entwicklung eines robusten Identitätsmanagementsystems, die Einrichtung von Mechanismen für eine sichere Rechenumgebung und die Bereitstellung von Backend-Diensten über verschiedene Verwaltungs- und Sicherheitszonen hinweg. Das Ziel umfasst die Bewältigung von Herausforderungen im Zusammenhang mit der Benutzerverwaltung, wie die Handhabung von Benutzer- und Gruppen-IDs zwischen Cloud-nativen Systemen und eindeutigen IDs in HPC-Umgebungen. Ein weiteres wichtiges Ziel in HPC1 ist die Entwicklung effizienter Überwachungsdienste mit geringem Overhead. Dies beinhaltet die Identifizierung und Implementierung von Überwachungsdiensten, die für serverlose Computing-Umgebungen optimiert sind. HPC1 untersucht Strategien für eine effiziente Überwachung von Aufgaben, wobei der Schwerpunkt auf Fehlertoleranz liegt, und befasst sich mit Methoden zur Minimierung des Überwachungs-Overheads, um die Systemleistung zu verbessern. Ergänzend dazu wird HPC1 auch an der Verbesserung der Datenverwaltung zur Leistungssteigerung arbeiten. Dazu gehören die Auswahl von Methoden zur Optimierung der Datenverwaltung, die Definition effizienter Verfahren für Dateneingabe- und -ausgabeoperationen sowie die Handhabung von Metadaten.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
