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 Existeieren. Aktuell betreibt das Zentrum due Projekte, die auf den ersten Blick wenig gemeinsam haben. Beide sind jedoch technisch anspruchsvoll und zielen darauf ab, wie Rechenleistung reale Probleme löst. Un progetto si concentra sul supercomputer per la concentrazione di cristalli. Das andere unterstützt die Medizintechnik.
Hochverfügbare Systeme für den Ernstfall
Warum braucht man einen Supercomputer, wenn die Leitung weg ist? O dove si trova l’infrastruttura? Die Antwort liegt in der Scalierbarkeit und der Geschwindigkeit. Herkömmliche Server sind spesso starr. Sie brechen unter unvorhergesehenen Lastspitzen zusammen. Ein speziell für Krisenszenarien ausgelegtes System muss anders funktionieren. Deve essere robusto. Es muss schnell Entscheidungen treffen, wenn Sekunden über den Ausgang einer Operation oder die Coordination von Rettungskräften entscheiden.
Das HLRS arbeitet hier an Architekturen, die nicht nur rechnen, sondern auch dann noch stabil bleiben, wenn die Rahmenbedingungen chaotisch sind. Questo non è un lusso. 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. I dispositivi sono complessi. I dati vengono esplosi dall’immagine. MRI, CT, PET: ogni metodo genera terabyte di informazioni. Questi dati vengono aggiornati e interpretati e richiedono enormi capacità di ricerca.
Das HLRS stellt diese Kapazitäten zur Verfügung. Nicht als abstract Power, sondern als Werkzeug für die Diagnostik und Therapieplanung. Un supercomputer può eseguire simulazioni che non possono essere trovate nella stanza dei bambini. Er kann helfen, die Wirkung eines neuen Medikaments vorherzusagen. Oder er kann bildgebende Verfahren so stark beschleunigen, dass Ärzte schneller und genauer diagnosticsichern können.
Wo sich die Welten treffen
È uno spettacolo, come il piccolo supercomputer per la concentrazione di cristalli e il computer per la tecnologia medica che si illuminano facilmente. Aber beide teilen eine gemeinsame Basis: die Notwendigkeit, komplex Probleme schneller zu lösen, als es die menschliche Kapazität erlaubt. La caduta di Krisen è 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 anpassungsfahig. E sarai sempre più rilevante, la nostra società digitale sarà digitale. Wer sich fragt, warum Rechenzentren so wichtig sind, sollte nicht nur an Streaming-Dienste denken
Dalle pandemie alle inondazioni: i supercomputer come strumenti di crisi
Quando le proiezioni sulla capacità delle unità di terapia intensiva dominavano i feed di notizie durante il culmine della pandemia di Corona, il calcolo ad alte prestazioni del Centro di calcolo ad alte prestazioni di Stoccarda (HLRS) era tranquillamente in secondo piano. Le simulazioni non contavano solo i letti; hanno rivelato una verità più ampia.
“Questo lavoro ha dimostrato che esiste un potenziale molto maggiore per il calcolo ad alte prestazioni in situazioni di crisi e di emergenza, non solo nella prossima pandemia ma anche in caso di disastri ambientali”, afferma il ricercatore HLRS Ralf Schneider.
Ma preparare un supercomputer per una crisi attiva non è semplice come premere un interruttore. Richiede infrastrutture. Questa consapevolezza ha dato vita al progetto CIRCE (Centro computazionale di risposta immediata alle emergenze). Schneider funge da responsabile tecnico del progetto. L’obiettivo? Determinare esattamente ciò di cui un centro operativo ha bisogno, dal punto di vista tecnico e organizzativo, per supportare le istituzioni pubbliche in modo rapido e senza attriti burocratici in caso di catastrofe.
Il percorso verso CIRCE prevedeva il dialogo con esperti di ministeri e autorità. Il consenso era chiaro: le simulazioni potrebbero risolvere molti problemi. Ma c’era un problema.
“Spesso non esistono modelli”, osserva Schneider. “Eppure rappresentano il prerequisito per determinare se i supercomputer possono essere utilizzati in modo efficace”.
Di conseguenza, HLRS si sta concentrando su scenari in cui esistono già progetti digitali. Consideriamo l’analisi di un evento di acqua alta estrema nel Reno. Se una diga si rompe, quali aree rischiano un’inondazione immediata? Le simulazioni possono rispondere a questa domanda quasi in tempo reale. I dati determinano dove devono iniziare le evacuazioni e dove i veicoli e le stazioni di soccorso possono essere posizionati in sicurezza.
Colmare il divario nell’innovazione dei dispositivi medici
Sebbene la risposta alle emergenze costituisca un’applicazione immediata, la tecnologia si estende in profondità all’industria. La seconda principale area di interesse esamina il modo in cui la tecnologia medica trae vantaggio dalla potenza del supercalcolo.
Andreas Wierse, amministratore delegato di SICOS BW, evidenzia i casi d’uso specifici: sviluppo del prodotto, garanzia della qualità e processi di approvazione. SICOS BW è stata fondata nel 2010 congiuntamente dall’HLRS e dal Karlsruhe Institute of Technology (KIT). La missione era abbassare la barriera che impedisce alle piccole e medie imprese (PMI) di accedere alle tecniche di simulazione.
La tecnologia medica tedesca è fortemente guidata dal Mittelstand (settore delle PMI) ed è rinomata per la sua innovazione. La simulazione offre un nuovo livello di verifica. Gli ingegneri possono testare il potenziale di nuovi materiali e componenti per strumenti o impianti prima ancora di toccare il metallo fisico.
Per rendere operativo tutto ciò, SICOS BW ha creato CASE4Med (Computer Aided Solution Engineering for Medical). Questo centro di soluzioni coinvolge l’HLRS e il Centro di innovazione e ricerca Tuttlingen presso l’Università di Scienze Applicate Furtwangen. Tuttlingen è conosciuta come una roccaforte della tecnologia medica, il che la rende un hub logico per questa collaborazione.
Costruire una comunità per la ricerca precompetitiva
Il progetto è finanziato dal Ministero della Scienza del Baden-Württemberg. Ma i finanziamenti sono solo metà dell’opera. L’obiettivo è attrarre una comunità, attratta da casi di studio concreti. Un’associazione formale fornirà la struttura portante dell’organizzazione.
“C’è un grande interesse”, afferma Wierse. Attraverso CASE4Med lo scambio di informazioni diventa istituzionalizzato. Ancora più importante, consente la ricerca precompetitiva. Le aziende possono condividere conoscenze fondamentali senza compromettere il proprio vantaggio commerciale.
L’infrastruttura esiste. I modelli sono in fase di perfezionamento. La domanda ora è se la burocrazia riuscirà a tenere il passo con la velocità della simulazione.
