Parallel-Cluster zur Zentralisierung

• Fachliche Zuordnung: Informatik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553406827

Schwerpunkte in der Simulation an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg sind mathematische und ingenieurtechnische Probleme aus den Bereichen der Finite-Elemente-Methoden und der numerischen Beschreibung von Prozessen der Struktur- und Strömungsmechanik, die oft mit Stoff- und Wärmetransport gekoppelt sind, sowie quantenchemische Berechnungen und strukturmechanische Berechnungen. Konkret handelt es sich um die Entwicklung und den Einsatz von parallelen Algorithmen in der Mathematik und Informatik (Simulation, Daten, Künstliche Intelligenz), der theoretischen Physik (Dichte-Funktionaltheorie und Molekulardynamik, Halbleiterforschung, Berechnung von IR- und Ramanschwingungsspektren etc.), der Geophysik, Gebirgsmechanik und Festkörpermechanik sowie Struktur- und Strömungsmechanik. In jüngerer Zeit hat Künstliche Intelligenz stark an Bedeutung gewonnen. Hierbei zeichnet sich auch in Freiberg ein Trend hin zum Scien- tific Machine Learning ab, d.h. Simulationsmethoden werden zunehmend mit Machine Learning kombiniert. Nutzer der TU Freiberg nutzten und nutzen für ihre Rechenbedarfe sowohl lokale als auch überregionale Rechnerressourcen (NHR, Tier 0/1, international); dabei bestanden vor 2019 erhebliche Rechnerressourcen dezentral an den Instituten. Durch den 2019 eingerichteten Compute Cluster zur Zentralisierung der Rechenbedarfe wurden dezentrale Rechnerressourcen erfolgreich abgelöst. Stattdessen haben Professuren ihre Mittel zur Erweiterung des zentralen Clusters genutzt: Das Gerät von 2019 wurde fünfmal erweitert (Mechanik und Fluiddynamik 2x, Numerische Mathematik und Optimierung, Stochastik, Geophysik und Geoinformatik). Der 2019 beschaffte Cluster erreicht das Ende seiner Lebenszeit und soll nun ersetzt werden. Beim Thema Künstliche Intelligenz zeichnet sich der Neuaufbau von dezentralen (GPU-) Rechnerressourcen ab, da der Cluster von 2019 hier nicht zeitgemäß ausgestattet ist. Das Ziel ist, dezentrale Lösungen zu vermeiden und ein attraktives, zentrales Angebot zu bieten. Dadurch wird die Bindung von Personal an den Instituten für Betrieb und Wartung vermieden, die IT-Sicherheit gestärkt und die Nutzungseffizienz durch gemeinsame Nutzung erhöht. Weitere Synergieeffekte ergeben sich durch die gemeinsame Nutzung von Lizenzen, sowie zentrale Klima- und Energietechnik. Eine strukturierte Vorgehensweise mit vorbereitenden Rechnungen, Skalierbarkeits-Tests und Code-Optimierungen kann zudem die effiziente Nutzung der nächsten Ebenen (etwa NHR) unterstützen. Der niederschwellige Zugang zu den wissenschaftlichen Computingressourcen im URZ der TU BAF hat dabei die Nutzerbasis verbreitert.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Parallel-Cluster zur Zentralisierung
• Gerätegruppe: 7000 Datenverarbeitungsanlagen, zentrale Rechenanlagen
• Antragstellende Institution: Technische Universität Bergakademie Freiberg
• Leiter: Professor Dr. Oliver Rheinbach