Richtlinie zur Förderung von Verbundprojekten auf dem Gebiet des energieeffizienten High-Performance Computings (GreenHPC)

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert auf Basis dieser Richtlinie Verbundforschungsprojekte auf dem Gebiet des energieeffizienten High-Performance Computings, die signifikant zur Umsetzung des BMBF-Programms „Hoch- und Höchstleistungsrechnen für das digitale Zeitalter 2021 bis 2024 – Forschung und Investitionen zum High-Performance Computing“ beitragen.

High-Performance Computing (HPC), auch in Verbindung mit Datenanalysen und Anwendungen der künstlichen Intelligenz, gehört heute in vielen wissenschaftlichen Disziplinen zu den grundlegenden Forschungsmethoden. In der Astro- und Teilchenphysik liefern immer umfangreichere Simulationen mit stetig wachsendem Rechenbedarf neue Erkenntnisse über das Universum und seine kleinsten Bausteine. Eine wichtige Rolle spielt HPC auch bei der Klimamodellierung, der Wettervorhersage, der Ozeanographie und der Erdsystemforschung. Über die rechenintensive Analyse komplexer Klima- und Umweltdaten lassen sich relevante Umweltveränderungen frühzeitig erkennen und eventuell erforderliche Maßnahmen einleiten. Der Einsatz von HPC ermöglicht detaillierte Untersuchungen von Prozessen in Biologie und Medizin. Dies trägt zur Entwicklung von Arzneimitteln und Impfstoffen ebenso bei wie zur Auswertung bildgebender Verfahren oder der Genomsequenzierung. In der Chemie können mit HPC-Unterstützung Reaktionen detailliert untersucht und neuartige Materialien designt werden. Ingenieurwissenschaften und Industrie haben ebenfalls wachsenden Bedarf an Rechenleistung. In Deutschland betrifft dies vor allem den Maschinenbau, die Automobilindustrie, die Verfahrenstechnik sowie die Luft- und Raumfahrt – von der digitalen Produkt- und Prozessprüfung im Rechner bis hin zum „Digitalen Zwilling“.

Dabei hinterlassen Rechenzentren einen immer größeren CO₂-Fußabdruck; einerseits durch die Rechen-, Speicher- und Netzwerksysteme und andererseits durch immer komplexere Kühlsysteme, die mittlerweile schon 40 % des Gesamtenergiebedarfs mit weiter steigender Tendenz ausmachen. Die in Deutschland betriebenen Rechenzentren verbrauchen derzeit etwa 3 % des produzierten Gesamtstroms und sind für einen CO₂-Ausstoß von etwas über 8 Mio. Tonnen pro Jahr verantwortlich. Selbst geringe Energieeinsparungen führen so letztendlich zu signifikanten Reduktionen im Gesamtenergieverbrauch der Rechenzentren und damit zu einer relevanten Einsparung an CO₂. Zudem zeigen Forschung und Anwendung der Künstlichen Intelligenz (KI) einen zunehmend steigenden Bedarf an Rechen- und Speicherleistung. Gleichzeitig bietet KI bestehenden Methoden und Konzepten der Simulation, Modellierung und der Analyse großer Datenmengen neue Perspektiven zur Verbesserung traditioneller Lösungen. So wird auch für die Kombination von klassischem HPC und KI sowie Datenanalyse-Techniken der Aufbau von energiesparsamen Hoch- und Höchstleistungsrechnern und klimafreundlichen kommerziellen Rechenzentren immer wichtiger.

Kontakt

René Spencer Chatwell
Datenwissenschaften
Gesellschaft, Innovation, Technologie
Tel.: +49 30 67055 8187

Dr. Torsten Aßelmeyer-Maluga
Datenwissenschaften
Gesellschaft, Innovation, Technologie
Tel.: +49 30 67055 725

E-Mail: eurohpc@dlr.de