Das High Performance Computing Center Stuttgart (HLRS) hat sich in den vergangenen Jahren wiederholt als Pionier auf dem Feld bewährt. Sie gehen dort hin, wo noch keine Karten existieren. Aktuell betreibt das Zentrum zwei Projekte, die auf den ersten Blick wenig gemeinsam haben. Beide sind jedoch technisch anspruchsvoll und zielen darauf ab, wie Rechenleistung reale Probleme löst. Ein Projekt konzentriert sich auf Supercomputer für den Kriseneinsatz. Das andere unterstützt die Medizintechnik.
Hochverfügbare Systeme für den Ernstfall
Warum braucht man einen Supercomputer, wenn die Leitung weg ist? Oder wenn die Infrastruktur zusammenbricht? Die Antwort liegt in der Skalierbarkeit und der Geschwindigkeit. Herkömmliche Server sind oft starr. Sie brechen unter unvorhergesehenen Lastspitzen zusammen. Ein speziell für Krisenszenarien ausgelegtes System muss anders funktionieren. Es muss robust sein. Es muss schnell Entscheidungen treffen, wenn Sekunden über den Ausgang einer Operation oder die Koordination von Rettungskräften entscheiden.
Das HLRS arbeitet hier an Architekturen, die nicht nur rechnen, sondern auch dann noch stabil bleiben, wenn die Rahmenbedingungen chaotisch sind. Das ist kein Luxus. Das ist eine Notwendigkeit für Rettungsdienste, Katastrophenschutz und kritische Infrastruktur. Die Technologie hinter diesen Systemen muss Lastverteilung in Echtzeit ermöglichen. Sie muss Datenströme priorisieren, wenn die Bandbreite knapp wird. Wer jemals in einer Notsituation war, weiß, wie wichtig es ist, dass die digitalen Werkzeuge nicht versagen.
Rechenleistung für die nächste Generation der Medizintechnik
Das zweite Feld ist ganz anders. Hier geht es nicht um akute Katastrophen, sondern um präzise Planung. Die Medizintechnik steht vor großen Herausforderungen. Geräte werden komplexer. Die Datenmengen aus bildgebenden Verfahren explodieren. MRI, CT, PET – jede Methode generiert Terabytes an Informationen. Diese Daten zu verarbeiten und zu interpretieren, erfordert enorme Rechenkapazitäten.
Das HLRS stellt diese Kapazitäten zur Verfügung. Nicht als abstrakte Power, sondern als Werkzeug für die Diagnostik und Therapieplanung. Ein Supercomputer kann hier Simulationen durchführen, die im Krankenhaus vor Ort unmöglich sind. Er kann helfen, die Wirkung eines neuen Medikaments vorherzusagen. Oder er kann bildgebende Verfahren so stark beschleunigen, dass Ärzte schneller und genauer diagnosesichern können.
Wo sich die Welten treffen
Es scheint, als lägen Supercomputer für den Kriseneinsatz und Computer für die Medizintechnik lichtjahremweit auseinander. Aber beide teilen eine gemeinsame Basis: die Notwendigkeit, komplexe Probleme schneller zu lösen, als es die menschliche Kapazität erlaubt. Im Krisenfall ist das Leben auf der Line. In der Medizin ist es die Präzision.
Die Infrastruktur, die das HLRS aufbaut, ist darauf ausgelegt, diese Anforderungen zu erfüllen. Sie ist skalierbar. Sie ist anpassungsfähig. Und sie wird immer relevanter, je digitaler unsere Gesellschaft wird. Wer sich fragt, warum Rechenzentren so wichtig sind, sollte nicht nur an Streaming-Dienste denken
From Pandemics to Floods: Supercomputers as Crisis Tools
When ICU capacity projections dominated news feeds during the height of the Corona pandemic, high-performance computing from the High-Performance Computing Center Stuttgart (HLRS) was quietly in the background. The simulations didn’t just count beds; they revealed a broader truth.
“This work showed that there is much more potential for high-performance computing in crisis and emergency situations, not only in the next pandemic but also in environmental disasters,” says HLRS researcher Ralf Schneider.
But readying a supercomputer for an active crisis isn’t as simple as flipping a switch. It requires infrastructure. This realization birthed the CIRCE project (Computational Immediate Response Center for Emergencies). Schneider serves as the technical project lead. The goal? To determine exactly what a operational center needs—technically and organizationally—to support public institutions quickly and without bureaucratic friction when disaster strikes.
The path to CIRCE involved talking to experts in ministries and authorities. The consensus was clear: simulations could solve many problems. But there was a catch.
“Often, no models exist,” Schneider notes. “Yet they are the prerequisite for determining whether supercomputers can be used effectively.”
Consequently, HLRS is focusing on scenarios where the digital blueprints already exist. Consider the analysis of an extreme high water event in the Rhine. If a dike breaks, which areas face immediate inundation? Simulations can answer this in near real-time. The data dictates where evacuations must start and where rescue vehicles and stations can be positioned safely.
Bridging the Gap for Medical Device Innovation
While emergency response is the immediate application, the technology extends deep into industry. The second major focus area examines how medical technology benefits from supercomputing power.
Andreas Wierse, managing director of SICOS BW, highlights the specific use cases: product development, quality assurance, and approval processes. SICOS BW was founded in 2010 jointly by the HLRS and the Karlsruhe Institute of Technology (KIT). The mission was to lower the barrier for small and medium-sized enterprises (SMEs) to access simulation techniques.
German medical technology is heavily driven by the Mittelstand (SME sector) and is renowned for its innovation. Simulation offers a new layer of verification. Engineers can test the potential of new materials and components for instruments or implants before ever touching physical metal.
To operationalize this, SICOS BW established CASE4Med (Computer Aided Solution Engineering for Medical). This solution center involves the HLRS and the Innovation and Research Center Tuttlingen at the University of Applied Sciences Furtwangen. Tuttlingen is known as a stronghold of medical technology, making it a logical hub for this collaboration.
Building a Community for Pre-Competitive Research
The project is funded by the Baden-Württemberg Ministry of Science. But funding is only half the battle. The objective is to attract a community, drawn in by concrete case studies. A formal association will provide the organizational backbone.
“There is great interest,” says Wierse. Through CASE4Med, information exchange becomes institutionalized. More importantly, it enables pre-competitive research. Companies can share foundational knowledge without compromising their commercial edge.
The infrastructure exists. The models are being refined. The question now is whether the bureaucracy can keep pace with the simulation speed.
