2023 am LRZ: neue Technik, mehr Services

Viel zum Entdecken am LRZ: 2023 kommt neue Technik in den Betrieb und mit ihr neue Dienste. Foto: A. Podo/LRZ

Das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) wird sich 2023 verändern. Und das könnte sogar von außen sichtbar werden: Auf seinen Bürogebäuden werden im Lauf des Jahres Photovoltaik-Module installiert, die laut ersten Planungen bis zu 400.000 Kilowattstunden im Jahr Energie liefern und damit bis auf den Betrieb der Supercomputer und IT-Systeme im Rechnerwürfel voraussichtlich den gesamten Strombedarf des Rechenzentrums decken können.. „Das LRZ kann damit seine Umwelt- und CO2-Bilanz deutlich verbessern“, freut sich Professor Dieter Kranzlmüller, Leiter des LRZ. „Wir betreiben unsere Computer schon zu 100 Prozent mit erneuerbaren Energien, kühlen diese inzwischen umweltfreundlich mit Wasser, ohne Frostschutz zuzusetzen, und nutzen auch die Abwärme zum Klimatisieren der Büros. In naher Zukunft produzieren wir auch noch eigenen Strom.“ Aktuelle Lieferprobleme im Bereich Technik könnten jedoch die Vorhaben des LRZ bremsen. Das gilt nicht nur für die geplante PV-Anlage, ein Herzensanliegen vieler der Beschäftigten, sondern auch für neue Computertechnik.

Die Nutzerschaft des LRZ kann und soll 2023 trotzdem viele neue und verbesserte Dienstleistungen erwarten. „Besonders freut mich das gute Ergebnis einer aktuellen Umfrage zur Servicequalität des LRZ. Danach fühlen sich Nutzer:innen bei uns gut aufgehoben und loben die schnelle, kompetente Hilfe bei Fragen und Problemen“, so Kranzlmüller. „Wir möchten, dass das 2023 so bleibt und sogar noch besser wird.“ Viele Basis-IT-Dienste des LRZ werden verbessert, Nutzer:innen können mit weiteren hochmodernen Compute- und Speichermöglichkeiten rechnen. Außerdem arbeitet das LRZ im Rahmen der Hochschulübergreifenden IT- und Informationssicherheit (HITS-IS) an neuen Schutzmaßnahmen wie Schwachstellen-Scans und Schutz gegen Malware bei IT-Diensten und beim Zugriff auf Computer-Ressourcen.

Mehr Sicherheit für zuverlässige Dienste

• Start der Optimierung ist 2023 schon die LRZ-Kennung und das Identity Managament-Portal (IDM): Wer Passwort, Mailadresse oder andere Details verändern will, wird bald auf ein übersichtlicheres Portal geführt, das intuitiver zu bedienen ist und mehr Möglichkeiten zulässt.

• Schon sind die IT-Spezialist:innen überdies in München und Bayern unterwegs, um das Münchener Wissenschaftsnetz (MWN) zu erweitern, zu beschleunigen und zu optimieren. Router und Switches, die veraltet sind, werden ausgetauscht. Durch die Netz-Optimierung verändern sich langfristig IT-Dienste: Mit bayerischen Universitäten arbeitet das LRZ etwa daran, die Sicherheit in Bayern für Studierende und Forschende durch Maßnahmen wie die Zwei- und Mehrfaktoren-Authentifizierung zu erhöhen.

• In Vorbereitung ist eine neue Online-Dokumentations- und Kollaborationsplattform, die ebenfalls bayernweit ausgerollt wird und mit der Teams Aufgaben und Planungen koordinieren und notwendige Informationen übersichtlich archivieren können.

Neue Plattformen, Supercomputer, Datenspeicher

Bereits Thema von Ankündigungen und Investitionsplänen: Vor allem IT-technisch hält das LRZ 2023 für Wissenschaftler:innen und Studierende viele Neuerungen und Ergänzungen bereit.

• Schon ungeduldig werden in der Boltzmannstraße 1 die Racks und Komponenten für Phase 2 von SuperMUC-NG erwartet: Erstmals werden in den Supercomputer des LRZ Graphic Processing Units (GPU) integriert, mit denen sich klassische Simulationsverfahren und Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) kombinieren lassen und die das High Performance Computing (HPC) beschleunigen.

• Neben der Verstärkung für SuperMUC-NG wird außerdem das nächste Hochleistungscluster CoolMUC-4 geplant: Auch darin sollen neben den bekannten CPU auch GPU und weitere Beschleuniger zum Einsatz kommen.

• Im zweiten Halbjahr 2023 wird terrabyte, die Hochleistungsplattform zur Analyse von Satellitendaten, nach einer ersten Test-Phase in den Betrieb genommen. Sie verbindet über eine 10 Gitagbit/s-Leitung das reich gefüllte Archiv des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit den Supercomputern des LRZ und intelligent verwaltetem Datenspeicher im LRZ von aktuell 50 Petabyte. terrabyte ist im Rahmen einer  Kooperation von LRZ und DLR entstanden, macht Erderkundungsdaten für Forschung und Wissenschaft zugänglich und wird im Laufe des Jahres weiter ausgebaut.

• Strahlender, schärfer, schöner – zurzeit ist das Zentrum für Visualisierung und Virtuelle Realität (V2C) für Besucher:innen gesperrt. Die LRZ-CAVE wird gerade auf LED-Technik umgestellt, veraltete Übertragungstechnik außerdem erneuert. Schon in wenigen Monaten wird das V2C Forschenden noch schärfere Ansichten ihrer Forschungsergebnisse bieten und sie in leuchtende, virtuelle Welten entführen können.

• Hochleistungs-Datenanalyse mit terrabyte, den LRZ Big Data und AI-Systemen (BDAI), dem neuen Cerebras-System, zudem SuperMUC-NG und seine Verstärkung, das Phase 2-System: Das alles fordert mehr Datenspeicher. Das Data Science Storage System (DSS) und das Data Science Archive (DSA), über das Datensätze auch veröffentlicht werden können, werden daher erweitert und dabei ebenfalls optimiert. Besonderes Schmankerl: Ab etwa Spätherbst wird das LRZ Forschenden erste praktische Tools für das Management von Forschungsdaten bieten können. Diese basieren auf den FAIR-Prinzipien und wurden in diversen Forschungsprojekten entwickelt und erprobt.

• Last but not least wird auch das Cloud Computing modernisiert: In die LRZ Cloud zieht Kubernetes, eine Software zum Management von Software, Tools und virtueller Technik. Voraussichtlich bis Ende des Jahres könnte außerdem Kubernetes-as-a-Service, ein neues Angebot des LRZ, IT-Verantwortliche von Lehrstühlen und Forschungsinstituten dabei unterstützen, eigene Angebote leichter zu organisieren. Forschung und Wissenschaftvernetzen sich weiter, doch Daten online auszutauschen und darauf zuzugreifen, ist insbesondere in der Medizin eine große Sicherheitsfrage: Mit den Partner:innen aus dem bayerischen Projekt DigiMed hat das LRZ die technischen Elemente und Werkzeuge für eine hoch-sichere private Cloud  entwickelt, die 2023 eingerichtet wird. Sie wird danach als Blaupause für die sensiblen Daten anderer Fachrichtungen und als Grundlage für einen weiteren LRZ-Dienst dienen.

Zukunftstechnologie für den Alltag

Auch das Quantencomputing am LRZ und sein Quantum Integration Centre (QIC) haben in den letzten Jahren für Schlagzeilen gesorgt: Viele der darin in Aussicht gestellten Technologien werden 2023 weiter entwickelt und optimiert. Inzwischen sind drei supraleitende Quantenprozessoren oder Quantum Processing Units (QPU) im QIC installiert. Noch in der ersten Hälfte 2023 soll hier der Beweis erbracht werden, dass QPU mit klassischen Compute Processing Units (CPU) verbunden werden und arbeiten können. Diesen ersten deutschen QuantenDemonstrator sollen Wissenschaftler:innen schon bald mit ihren Codes testen und fordern, die sie schon heute vorbereiten, etwa mit der Quantum Learning Machine (QLM) von Atos und anderen Simulatoren, die das LRZ für sie bereithält.

• Der Demonstrator bildet die Grundlage für Q-Exa, das erste Quantensystem des LRZ, das mit dem SuperMUC-NG Phase 2 zusammenarbeiten wird und das ab etwa Sommer 2023 aufgebaut werden wird.

• Zusätzlich zu den Quantensystemen wurde im vergangenen Jahr ein neues Testfeld für kommende Integrationsarbeiten eingerichtet. Das System „Wolpertinger“ ergänzt das Bavarian Energy, Architcture and Software Testbed (BEAST), denn auf Dauer wird das LRZ auch Quantensysteme auf Basis anderer Technologien wie etwa Ionenfallen erforschen, testen, mit innovativen Komponenten des klassischen HPC zusammenbringen, um damit mittelfristig seine Supercomputer zu beschleunigen.

• Wolpertinger unterstützt außerdem die Planungen zum ersten europäischen Quantencomputer Euro-Q-Exa, den das LRZ aufbauen und Forschenden aus Europa zugänglich machen wird. Die Spezifikation und Verträge werden 2023 ausgearbeitet.

• Zunehmend verzahnen sich am LRZ die Planungen fürs Quanten- und fürs Supercomputing. Parallel zu den Entwicklungen für das integrierte, hybride Rechnen nimmt auch die Innovationspartnerschaft für den Nachfolger des SuperMUC-NG an Fahrt auf: Im Januar 2023 traf sich der Auswahlausschuss, ein Gremium aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die ihre spezifischen Anforderungen an den neuen Superrechner formulierten. Diese Wünsche aus innovativen Computing-Knoten, Beschleunigern und weiteren Komponenten zusammenzusetzen – daran tüfteln LRZ-Spezialist:innen 2023 mit den Innovationspartnern HPE und Lenovo. Bis Herbst wird sich dann im Rahmen einer Ausschreibung entscheiden, welches der beiden Unternehmen mit dem LRZ den nächsten Supercomputer aufbaut.

Neue, diverse Infrastrukturen für Hoch- und Höchstleistungscomputer, die Integration von innovativen Quantensystemen, mehr Möglichkeiten und Angebote für die Datenanalyse: Nach guter alter Tradition forcieren die LRZ-Kolleg:innen gerade auch die Anstrengungen, neue Kurse, Workshops und Praktika aus der Taufe zu heben. Quanten- und Supercomputer sollen kreativ gefordert werden, dazu wird Ausbildung an und mit den neuen Systemen notwendig: Es gibt also 2023 am LRZ Einiges neu zu entdecken. (vs)