In sieben Schritten zu HPC

High-Performance-Computing ist nicht allein Großunternehmen und Forschungseinrichtungen vorbehalten: 

Unternehmen jeder Größe und Branche können davon profitieren. Zuerst aber müssen sie ihre Berührungsängste überwinden. transtec listet sieben Punkte auf, wie die Migration zu HPC gelingt.

Vorzeigeanwendungen von High-Performance-Computing (HPC) sind typischerweise komplexe und rechenintensive Simulationen und Analyseprojekte in Klimaforschung, Biologie oder Luft- und Raumfahrt, die auf Millionen-teuren Supercomputern ablaufen. Solche Größenordnungen beeindrucken und führen gleichzeitig zur vorherrschenden Meinung, HPC-Systeme seien Großunternehmen oder Organisationen mit immensen Forschungs- und Entwicklungsbudgets vorbehalten.

Historisch gesehen stimmt das Bild sogar, denn HPC-Systeme waren ursprünglich hochspezialisierte und daher kaum bezahlbare Großrechner und Supercomputer, bevor sie mehr und mehr von Clustern auf der Basis standardisierter x86-Systemen abgelöst wurden. Die Berührungsängste vieler kleiner und mittlerer Unternehmen sind dennoch geblieben, nicht nur wegen der Kosten, sondern auch wegen der vermeintlichen Komplexität der Systeme: “Viele haben immer noch große Ehrfurcht vor dem Begriff HPC”, bestätigt Dr. Oliver Tennert, Director HPC-Solutions beim HPC-Spezialisten transtec in Tübingen.

Dabei gibt es beim Einsatz von HPC-Systemen weder eine untere Grenze bei der Unternehmensgröße noch Einschränkungen bei der Branche: egal, ob Ingenieurbüro, Stoffdesigner oder Schuhproduzent, alle Arten von Unternehmen kommen in Frage. Die Anwendungen sind vielfältig: von der Entwicklung beliebiger Produkte oder Produktteile über die Optimierung von Produktionsprozessen bis zur Analyse großer Datenbestände. Sie führen meist zur besseren Produktqualität, zu geringeren Fertigungskosten oder schnellerem Time-to-Market – allesamt gewichtige Wettbewerbsvorteile.

Wenn Unternehmen die Migration zu HPC-Systemen planen, sollten sie die folgenden Punkte beachten:

1. Auslastung. Ziel ist, Rechnersysteme möglichst effizient zu betreiben. Ist die Kapazität von Workstations aber stets am Anschlag und es entstehen immer wieder Wartezeiten, sollte über ein HPC-Cluster nachgedacht werden.
2. Cluster-Tauglichkeit. Sind die vorhandenen Applikationen Cluster-tauglich, können Aufgaben also parallel berechnet werden? Die meisten Applikationen sind dafür ausgelegt.
3. Räumlichkeit. Im Vergleich zu Workstations sind Cluster zu laut und erzeugen zu viel Wärme, um neben dem Schreibtisch betrieben zu werden: Minimale Ergonomie-Voraussetzungen für den Benutzer sollten eingehalten werden. Gerade kleinere Unternehmen müssen daher überlegen, wo ein Cluster betrieben werden soll: idealerweise in einem getrennten Serverraum, bei größeren Clustern in einem Rechenzentrum.
4. Externe Nutzung. Soll ein HPC-System alternativ von einem externen Dienstleister betrieben werden, etwa in einer Cloud? Wenn ja, sind Cloud-typische Aspekte wie Bandbreite, Sicherheit, Verfügbarkeit, Datenmigration oder ganz allgemein der Inhalt von Service Level Agreements zu beachten.
5. Usability. Sowohl für User als auch für Administratoren sollte ein HPC-Cluster möglichst einfach zu benutzen sein, die intrinsische Komplexität zumal eines anspruchsvollen Systems also nicht sichtbar sein. Für Administratoren gibt es in der Regel einfache grafische Interfaces für Basis-Aufgaben, für User etwa Web-basierte Portale.
6. Skalierbarkeit. Mit wachsenden Aufgaben im Unternehmen muss auch die IT mitwachsen. Es ist also auf die einfache Skalierbarkeit eines HPC-Systems zu achten.
7. Schlüsselfertiges System. Ein HPC-Cluster kann heterogen aufgebaut werden, also mit Komponenten unterschiedlicher Anbieter, etwa aus historischen Gründen oder um etwaige Performance-Vorteile zu nutzen. Besser sind in der Regel aber ein homogener Aufbau und ein schlüsselfertiges System aus einer Hand, das in die vorhandene IT-Infrastruktur integriert wird.

“HPC muss den Nimbus des Besonderen verlieren und als Alltagswerkzeug betrachtet werden, damit solche Systeme auch von sogenannten ‚normalen’ Betrieben genutzt werden”, betont Tennert. “Für viele Unternehmen, egal welcher Größe und Branche, gibt es gute Gründe, leistungsfähige HPC-Systeme einzusetzen, weil sie letztendlich auch ihre Wettbewerbsfähigkeit stärken.”

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