HPC trifft KI ISC High Performance: Simulation mit KI neu gedacht

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Wenn Rechenleistung auf Intelligenz trifft: Die ISC High Performance 2025 verspricht eine sehr gute Mischung aus Innovation, Geschwindigkeit und neuen Perspektiven für Simulationstechnologien.

Die technisch-wissenschaftlichen Simulationsanwendungen sind schon immer auf höchstmögliche Rechenleistung angewiesen. Seit dem Vektorrechner-Zeitalter in den 1980er Jahren berechnen Ingenieure zum Beispiel Strömungen oder das Crash-Verhalten mit immer höherer Genauigkeit. Dabei stiegen die Modellgrößen und die Rechenleistung gleichermaßen. Über die Jahrzehnte wurden die Anwendungen im „Computer Aided Engineering (CAE)“ kontinuierlich weiterentwickelt und für neue Einsatzgebiete übernommen. Sogar in der Medizin haben Strömungsberechnungen und digitale Zwillinge Einzug gehalten.

Neue Entwicklungen und Herausforderungen

Während Hochleistungsrechner immer leistungsfähiger wurden, musste die Anwendungssoftware mehrfach an neue Prozessor-Architekturen angepasst werden. Wir erinnern uns gut an den Aufwand, um Anwendungsprogramme zu vektorisieren, danach zu parallelisieren, und zuletzt für die Nutzung von GPUs zu optimieren. Damit einher gingen auch geänderte Nutzungsprozesse (Workflows/Frameworks). Eine weitere Komplexität ergab sich durch die zunehmende Nutzung von HPC-Cloud-Ressourcen. Viele Unternehmen untersuchen ihre Engineering-Workloads hinsichtlich der Eignung für eine HPC-Cloud oder auch für ein hybrides Cloud-Modell. Hier muss man insbesondere Aspekte wie Datenübertragung, Speicherung, Sicherheit, Datenschutz und Compliance beachten.
Viele Forschende arbeiten heute daran, mittels KI-Methoden Simulationsanwendungen zu ergänzen und zu beschleunigen. In der Wettervorhersage zeigen KI-basierte Vorhersagemodelle in vielen Szenarien bereits Vorteile gegenüber traditionellen Simulationsanwendungen. Neue KI-Modelle sollen auf Basis historischer Daten und physikalischer Grundgesetze technische Prozesse in Echtzeit analysieren und simulieren.

40 Jahre ISC High Performance

Die Konferenz und Ausstellung „ISC High Performance“ ist ein jährliches Treffen für Anbieter und Nutzer von HPC-Technologien weltweit. Sie zielt darauf ab, das Wachstum einer florierenden Gemeinschaft zu fördern, zu der inzwischen auch Praktiker aus den Bereichen künstliche Intelligenz, Datenanalyse und Quantencomputing gehören.
In diesem Jahr feiert die ISC High Performance ihr 40. Jubiläum und steht unter dem Motto „Connecting The Dots“. Konferenz und Ausstellung verbinden Anbieter und Nutzer aus allen Regionen mit neuesten Technologien im HPC, KI und Quantum Computing. Das Programm adressiert alle wichtigen Themenfelder: System-Architektur & Hardware, Programmierumgebung & Systemsoftware, Algorithmen, Methoden & Leistung sowie Anwendungen.

Ressourcen-Intelligenz

Zukunftstechnologie und KI für Unternehmen in Baden-Württemberg

Das reichhaltige Konferenzprogramm bietet mehrere Keynotes, zahlreiche Vorträge und Panel-Diskussionen zu neuesten Technologien und zu aktuellen Herausforderungen. Im wissenschaftlichen Programm werden Paper, Poster, Birds-of-a-Feather-Sessions sowie Tutorials und Workshops angeboten. Die ISC 2025 findet vom 10. bis 13. Juni in Hamburg statt und bringt mehr als 3.500 Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus mehr als 50 Nationen sowie über 180 Aussteller und 400 Vortragende zusammen.

HPC und KI für Engineering 

Vorträge über Engineering-Anwendungen sind seit dem ersten Supercomputer-Seminar, das 1986 an der Universität Mannheim stattgefunden hat, ein fester Programminhalt der ISC High Performance-Veranstaltungsreihe. Für Entwickler und Ingenieure sind dieses Jahr unter anderem folgende Programmelemente besonders interessant: Im Panel „Accelerating the Competitiveness of Industry through HPC and AI“ diskutieren Industrie-Experten über aktuelle Herausforderungen und Fragestellungen zur Nutzung von HPC und KI für Industrie-Anwendungen.In der Birds-of-a-Feather-Session „Machine Learning for Computer-Aided Engineering“ wird die Nutzung von KI-Modellen für traditionelle Engineering-Anwendungen wie Strömungssimulationen und Finite-Element-Analysen hinsichtlich Chancen und Risiken diskutiert. Hierbei werden auch die Anforderungen an Trainingsdaten und Modellgenauigkeit thematisiert.

Die Birds-of-a-Feather-Session „SimOps – Connecting Scientists, Engineers, and HPC Experts to Work on Best Practices for Eliminating the Challenges of Complex HPC & AI Infrastructures” hat das Ziel, Simulations- und IT-Experten enger zusammenzubringen. SimOps soll Simulationsprozesse automatisieren und beschleunigen, um die HPC-Nutzung für Berechnungsingenieure zu vereinfachen.
Der Workshop „In Situ Visualization“ ermöglicht einen Erfahrungsaustausch bezüglich der Visualisierung während einer Live-Simulation. Bei der Simulation entstehen oft sehr große Datenmengen mit einer Geschwindigkeit, die vorhandene Speichersysteme und deren I/O-Bandbreite überfordern kann. Darüber hinaus werden aktuelle Erfahrungen in der Anwendung von HPC-Cloud- und Container-Technologien in mehreren Vorträgen und Sessions präsentiert und diskutiert.Die Teilnehmer können den Programmplan der ISC 2025 nach ihren gewünschten Themen filtern und sich so einen eigenen Terminplan zusammenstellen. Weiterführende Informationen bietet die Veranstaltungs-Webseite, auf der man sich auch für die Konferenz, Ausstellung, Tutorials und Workshops registrieren kann.
Und die Teilnahme lohnt sich: Denn die ISC High Performance wird auch dieses Jahr wieder die größte HPC-Veranstaltung in Europa sein, auf der sich Entwickler, Anwender und Anbieter von Technologien sowie Dienstleistungen rund um alle wichtigen Aspekte des Hochleistungsrechnens treffen und austauschen.

Eric Schnepf ist Senior Advisor für die ISC Group.