Linux High Performance Compute Cluster - Athene III

• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 566433262

Der Bedarf an Rechenleistung nimmt seit der Etablierung der Simulation von Naturvorgängen als anerkannte Methodik in vielen wissenschaftlichen Disziplinen stetig zu. Verstärkt wird dies durch erweiterten Erkenntnisgewinn aus KI- oder ML-Ansätzen, der sich als fächerübergreifende Methodik immer weiter verankert. Damit zählt ein HPC-System als wichtige Komponente zeitgemäßer Forschungsinfrastruktur und die Erneuerung des HPC-Clusters Athene ist von zentraler Bedeutung für die wissenschaftliche Wettbewerbsfähigkeit der Universität. Die Einsatzzwecke des neuen HPC-Systems ist über viele Forschergruppen gestreut: Dies beginnt bei der Physik der Elementarteilchen, wobei besonders die Quantenchromodynamik (QCD) mit der Theorie der starken Wechselwirkung untersucht wird, geht weiter zur Theorie der Kondensierten Materie mit der Spintronik, aber auch darüber hinaus allgemeiner die Molekulare Elektronik, deren Funktionseinheiten speziell synthetisierte Moleküle sein könnten. In der statistischen Bioinformatik steht die Modellierung von biologischen Netzwerken, die genomische Datenintegration und die Analyse von hochdimensionalen Daten im Vordergrund. In der strukturellen Bioinformatik werden zahlreiche computergestützte Methoden verwendet, um skalenübergreifende zeitaufgelöste Einblicke in die Struktur und Dynamik molekularer Maschinen zu gewinnen. Hierfür werden Algorithmen molekularmechanischer Simulationen, quantenchemischen Rechnungen und künstlicher Intelligenz mit Daten aus biophysikalischen und -chemischen Experimenten kombiniert. Die Molekulare Dynamik beschäftigt sich mit der Echtzeitmodellierung von photochemischen Reaktionen, sowie mit zeitaufgelösten spektroskopischen Experimenten und insbesondere mit photobiologischen Systemen. Mit Hilfe des maschinellen Lernens wird eine Vorhersage von molekularen Eigenschaften mit Fokus auf photochemischen Eigenschaften und vibronischen Spektren ermöglicht. Desweitern sind Vorhaben im Bereich der metallorganischen Chemie und homogenen Katalyse geplant. Die theoretische Ökologie erarbeitet statistische Methoden, um Theorien über die Organisationsprinzipien von Ökosystemen zu entwickeln und mit Daten zu überprüfen. Weitere Einsatzzwecke ergeben sich aus der genetischen Epidemiologie mit der Identifizierung und Charakterisierung von Risikofaktoren für komplexe Erkrankungen. Dabei kommen verschiedenste Softwarepakte und Algorithmen zum Einsatz. Die hier beantragte Aufteilung an GPU- und CPU-Leistung inklusive InfiniBandvernetzung bildet diese heterogenen Anforderungen aus „klassischen“ und KI- und ML-Anwendungen ab. Daneben ist ein performanter Zugriff auf teils große Datenmengen notwendig. Die Anforderungen reichen von sehr IOPs lastigen Anwendungen, für die ein zentraler NVMe-SSD Scratch Bereich über InfiniBand unabdingbar ist, über große Datenmengen auf HDD-Speichermedien, auf die im Streamingmodus zugegriffen wird, bis zum seltenen Zugriff auf Daten bei Backup und Archivierung.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Linux High Performance Compute Cluster - Athene III
• Gerätegruppe: 7030 Dedizierte, dezentrale Rechenanlagen, Prozeßrechner
• Antragstellende Institution: Universität Regensburg
• Leiter: Dr. Christoph Bauer