25 Jahre Innovation am Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart

Das Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) wurde im Jahr 1996 als erstes Bundeshöchstleistungsrechenzentrum Deutschlands gegründet. Das Zentrum hat sich nicht nur zu einer zentralen Einrichtung der Universität Stuttgart entwickelt, sondern auch zu einem international bedeutenden Forschungszentrum für Simulation, Visualisierung und Datenanalyse. Heute feiert das HLRS sein 25-jähriges Bestehen und unterstreicht damit seine wichtige Rolle in der Unterstützung von Forschung, Industrie, technischem Fortschritt und der Bewältigung globaler Herausforderungen.

Prof. Wolfram Ressel, Rektor der Universität Stuttgart, gratulierte dem HLRS zu seinem Jubiläum: „Das Höchstleistungsrechenzentrum steht exemplarisch für die exzellente Forschungsinfrastruktur der Universität Stuttgart. Seit nunmehr einem Vierteljahrhundert steht das Stuttgarter Supercomputing an der Spitze des wissenschaftlich-technologischen Fortschritts und gilt als Synonym für zukunftsweisende Forschung und Lehre sowie für technologische Transferleistungen zugunsten einer prosperierenden Wirtschaft und Gesellschaft. Ich beglückwünsche zur Jubiläumsveranstaltung alle Forscherinnen und Forscher, die diese Begeisterung täglich leben, für ihre international vielbeachteten Leistungen.“

Auch Bundesforschungsministerin Anja Karliczek gratulierte zum Jubiläum: „Höchstleistungsrechnen ist ein wichtiger Baustein der technologischen Souveränität Deutschlands und Europas. Mit verlässlichen Investitionen in Forschung und Entwicklung digitaler Technologien sichern wir unsere Wettbewerbsfähigkeit. An der Schnittstelle von Wissenschaft und Industrie engagiert sich das HLRS seit nunmehr 25 Jahren und ermöglicht mit Supercomputern immer wieder Bahnbrechendes, wie beispielsweise die Simulationen energieeffizienter Tragflächen. Entscheidend für diesen großen Erfolg ist das hohe Engagement der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am HLRS: Dank ihnen werden aus Algorithmen und Superrechnern exzellente Forschung und Innovation.“

„Das Höchstleistungsrechenzentrum an der Universität Stuttgart zählt zu den größten und bedeutendsten Einrichtungen im Supercomputing weltweit. 25 Jahre HLRS sind eine bemerkenswerte Erfolgsgeschichte und seine internationale Sichtbarkeit ist für das Land als Forschungsstandort von elementarer Bedeutung. Als Kompetenzzentrum ist das HLRS für nahezu alle Wissenschaftsbereiche – von den Ingenieurwissenschaften bis zu den Digital Humanities – hochrelevant und leistet unverzichtbare Beiträge zu wichtigen Politikbereichen wie Energiewende und umweltverträgliche Mobilität“, sagte Wissenschaftsministerin Theresia Bauer.

Ursprünglich wurde das HLRS gegründet, um eine Infrastruktur für die rechenintensivste akademische Forschung in Deutschland bereitzustellen. Seitdem unterstützt das HLRS zahlreiche große Forschungsprojekte in ganz Deutschland und Europa mit zunehmend leistungsfähigen Supercomputing-Systemen sowie Fachwissen im Hoch- und Höchstleistungsrechnen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nutzen die Rechenleistung des HLRS unter anderem um Windkraftanlagen effizienter zu gestalten, Modelle von Wetter und Klimawandel zu entwickeln oder grundlegende physikalische Eigenschaften des Universums zu untersuchen.

Gleichzeitig ist die Bereitstellung leistungsfähiger HPC-Lösungen für die Industrie seit langem ein zentraler Bestandteil der Aufgaben des HLRS. Gemeinsam mit seinen Partnerorganisationen HWW (Höchstleistungsrechner für Wissenschaft und Wirtschaft) und SICOS BW stellt das HLRS seine Rechner und sein Know-how in den Bereichen Simulation, Visualisierung und Datenanalyse Unternehmen jeder Größe zur Verfügung. Im Laufe der Jahre hat sich das HLRS auch auf neue Anwendungsbereiche fokussiert, in denen seine Lösungen Innovationen fördern können. Dazu gehört die Gründung von Solution Centers für die Automobil-, Kultur- und Medizintechnik-Branchen. Darüber hinaus bietet das HLRS umfassende HPC-Schulungs- und User-Support-Programme, die über Jahrzehnte eine Vielzahl europäischer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dabei unterstützt haben, die für eine effektive Nutzung des Höchstleistungsrechnens erforderlichen Fähigkeiten zu erwerben.

Zusammen mit Partnern im Gauss Centre for Supercomputing – dem Zusammenschluss der drei Bundeshöchstleistungsrechenzentren Deutschlands – hat sich das HLRS zu einem wichtigen Teil der europäischen Supercomputing-Sphäre entwickelt. Das Zentrum trägt zu Initiativen bei, die auf die Förderung paneuropäischer wissenschaftlicher Spitzenleistungen abzielen, darunter die Partnership for Advanced Computing in Europe (PRACE), EuroHPC Joint Undertaking (EuroHPC JU) und GAIA-X. Als Koordinator der Projekte EuroCC, CASTIEL und FF4EuroHPC ist das HLRS derzeit federführend daran beteiligt, die Supercomputing-Expertise in Europa zu erweitern sowie die Zusammenarbeit und den Austausch über Ländergrenzen hinaus zu fördern.

Ein Team aus fast 100 Forschenden am HLRS arbeitet auch an Kooperationsprojekten, die mithilfe von HPC und verwandten Technologien praktische Lösungen für die Bewältigung komplexer globaler Herausforderungen erforschen. In den vergangenen Jahren war das HLRS beispielsweise ein wichtiger Partner bei der Entwicklung neuer Rechen- und Datenverwaltungsinfrastrukturen zur Simulation von Naturkatastrophen, Steigerung der Produktivität in der Landwirtschaft und Vorhersage des Bedarfs an Intensivstationsbetten während der Covid-19-Pandemie.

Laut HLRS-Direktor Prof. Dr. Michael Resch werden drei Schlüsselfaktoren die weitere Entwicklung des HLRS im kommenden Jahrzehnt vorantreiben: die Nachfrage nach größeren Supercomputern, das Aufkommen neuer Technologien, wie künstlicher Intelligenz und Quantencomputern, sowie die dringende Notwendigkeit, HPC umweltverträglicher zu gestalten.

„Bei der Planung des nächsten Supercomputers für das HLRS, den wir im Jahr 2026 einweihen möchten, stehen wir vor zwei Herausforderungen: Wir planen den Bau eines neuen Gebäudes und müssen parallel eine neue Energieinfrastruktur entwickeln, die den deutlich höheren Energiebedarf des neuen Supercomputers decken wird", sagte Resch. „Die Maximierung der Effizienz wird besonders wichtig sein, da das HLRS auf seinen jüngsten EMAS- und Blauer-Engel-Zertifizierungen für Umwelt- und Energiemanagement aufbaut und auf das Ziel hinarbeitet, bis 2032 CO2-neutral zu werden." In Anbetracht der Rolle, die Simulation und Datenanalyse bei der weltweiten Reaktion auf die aktuelle Covid-19-Pandemie gespielt haben, konzentriert sich das HLRS weiterhin darauf, Supercomputing-Ressourcen für den Einsatz in Krisensituationen bereitzustellen.

„Heute ist ein Tag, an dem wir mit Stolz auf das zurückblicken, was unser Zentrum gemeinsam mit Mitarbeitenden und Partnern in den letzten 25 Jahren erreicht hat", sagte Resch. „Gleichzeitig freuen wir uns darauf, auch in Zukunft neue Arten von Ressourcen und Lösungen bereitzustellen, die Wissenschaftlern, Entwicklern von Technologien, öffentlichen Einrichtungen und unserer Gesellschaft helfen, die vielen Herausforderungen zu bewältigen, denen wir gegenüberstehen."

Das Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart (HLRS) wurde 1996 als erstes Bundeshöchstleistungsrechenzentrum Deutschlands gegründet. Als Einrichtung der Universität Stuttgart und Mitglied des Gauss Centre for Supercomputing stellt das HLRS seine Rechenkapazitäten Nutzern aus Wissenschaft und Industrie zur Verfügung. Das HLRS betreibt modernste Höchstleistungsrechensysteme und -technologien, bietet erstklassige Weiterbildung in den Bereichen Programmierung und Simulation und forscht an wegweisenden Fragestellungen und Technologien rund um die Zukunft des Höchstleistungsrechnens (HPC). Die HLRS-Expertise umfasst unter anderem die Bereiche parallele Programmierung, numerische Methoden für HPC, Visualisierung, Grid und Cloud Computing, Datenanalytik sowie künstliche Intelligenz. Die Nutzer seiner Systeme forschen auf ganz unterschiedlichen Forschungsgebieten mit dem Schwerpunkt auf Ingenieurwissenschaften und angewandte Wissenschaften.