Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart
Parallel dazu werden Fortschritte bei der Softwareentwicklung für neue Rechenframeworks erzielt. Dazu gehören Programmiermodelle und Bibliotheken, die die Nutzung etablierter Codes mit neuer Hardware und die Implementierung heterogener Arbeitsabläufe über mehrere Hardwaretypen hinweg vereinfachen würden. Viele gehen davon aus, dass die Entwicklung hybrider Ansätze mehr Potenzial für die Weiterentwicklung von HPC birgt, als darauf zu setzen, dass ein einziger Hardwaretyp alle anderen ersetzt. Demnach wäre ein Ziel künftiger HPC-Systeme die nahtlose Integration verschiedener Hardwaretypen und Programmiermethoden. Auf diese Weise könnten dann Elemente innerhalb komplexer Algorithmen auf spezialisierte Prozessoren verteilt werden, die diese am effizientesten ausführen.
Am 16. und 17. März 2026 veranstaltete das Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) den ersten Future Computing Workshop, eine Veranstaltung zur Förderung von Diskussion, Vernetzung und Zusammenarbeit rund um neue Rechenparadigmen. Hardwareanbieter, Forschende und Betreiber von Rechenzentren boten einen detaillierten Einblick in neue Technologien und Methoden. Diskutiert wurden unter anderem deren potenzielle Vorteile und Herausforderungen, denen die Teilnehmenden in der Praxis gegenüberstehen. Anhand der Perspektiven aus der akademischen Forschungsgemeinschaft gewannen teilnehmende Hardwareanbieter während der Veranstaltung auch Einblicke in die Anforderungen von Nutzer:innen. Anbieter müssen diese Bedingungen berücksichtigen, damit ihre Produkte breite Akzeptanz auf dem Markt finden.
Dr. Johannes Gebert, Leiter der Future-Computing-Gruppe am HLRS, organisierte die Veranstaltung. Die im Jahr 2025 ins Leben gerufene Arbeitsgruppe baut Partnerschaften mit Unternehmen auf, um neue Computertechnologien zu testen und deren Relevanz für die HPC-Nutzer:innen des HLRS zu bewerten. Der Future Computing Workshop ergänzte diese Bemühungen und förderte den Ideenaustausch innerhalb der Community. „Informatiker, Fachforscher, Rechenzentren und Hardware-Anbieter stehen vor ganz unterschiedlichen Herausforderungen und haben verschiedene Anreize“, erklärte Gebert. „Wir haben den Workshop als Plattform ins Leben gerufen, damit sich die Beteiligten besser verstehen und die Einführung von High-End-Computing-Paradigmen beschleunigt wird.“
Der erste Tag des Future Computing Workshops stand im Zeichen von Vorträgen von Hardware-Anbietern und Technologieentwicklern, darunter NextSilicon, SpiNNcloud, AMD, Fraunhofer ITWM, OpenChip, Cerebras, Q.ANT, SiPearl, IQM und Lightsolver. Die Vorträge boten einen Überblick über ihre Technologien sowie Fallstudien, die deren Leistungsfähigkeit veranschaulichten. Am zweiten Tag beschrieben Forscher:innen und Vertreter:innen akademischer HPC-Zentren die Fortschritte bei der Entwicklung von Programmiermodellen, Bibliotheken und Leistungswerkzeugen für neue Hardwaretechnologien. Zu den akademischen Teilnehmenden gehörten KAUST, TU München, das Deutsche Klimarechenzentrum, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, das EPCC, das Leibniz-Rechenzentrum, das Jülich Supercomputing Centre, das Sandia Lab, sowie das HLRS selbst.
Der Future Computing Workshop beleuchtete nicht nur Innovationen im Hardwarebereich, sondern auch die Herausforderungen der HPC-Community aufgrund einer sich diversifizierenden Technologielandschaft. Die Entwicklung bestehender Forschungssoftware hat oft Jahre gedauert. Sie lassen sich – wenn überhaupt – nur schwer auf neue Rechnerhardware portieren. Aufgrund der langen Beschaffungszyklen müssen HPC-Zentren zudem in der Lage sein, für die Zukunft zu planen. Das erfordert ein klares Verständnis dafür, was die Nutzer-Community in 5 bis 7 Jahren benötigen wird. Im Zuge der technologischen Entwicklung muss neue Hardware gut auf die künftig zu lösenden wissenschaftlichen Fragestellungen zugeschnitten sein, sodass sie leicht programmierbar ist und Forschungsergebnisse verlässlich bleiben. Unabhängig davon, wie schnell neue Verarbeitungstechnologien werden, wird die Verbesserung der Speicherbandbreitenkapazitäten mindestens genauso wichtig. Andernfalls würden die Datenübertragung und deren Verwaltung die Geschwindigkeit begrenzen.
Solche Beobachtungen deuten darauf hin, dass neue Rechnerarchitekturen zwar großes Potenzial bergen, aber am erfolgreichsten sind, wenn sie in Zusammenarbeit mit potenziellen Nutzer:innen entwickelt werden. Der Future Computing Workshop hat diesen wichtigen Dialog zwischen den Beteiligten gefördert, um den Erfolg von Technologien der nächsten Generation zu unterstützen.
Mehr als 65 Personen nahmen an dem zweitägigen Future Computing Workshop teil und trugen zu vielen lebhaften Diskussionen bei. Angesichts der sehr positiven Resonanz aus der Hardware- und Forschungsgemeinschaft beabsichtigt das HLRS, die Veranstaltung zu einer jährlichen Einrichtung zu machen. Details zum Workshop 2027 werden veröffentlicht, sobald sie verfügbar sind.
— Christopher Williams
Als Mitglied des Gauss Centre for Supercomputing ist das HLRS eines der drei Bundeshöchstleistungsrechenzentren.
