Wie künstliche Intelligenz und Supercomputer mit geeinter Kraft globale Herausforderungen meistern
Eine Kombination aus KI-Technologie und Hochleistungsrechentechnik (HPC) birgt immenses Potenzial, um die komplexesten globalen Herausforderungen bewältigen zu können, welche gegenwärtig noch sämtliche Möglichkeiten übersteigen. Hier kommt das Exa-Hochleistungsrechnen ins Spiel, das viel mehr Geschwindigkeit und Leistung als die modernsten Supercomputer von heute zu bieten hat. Die Integration hoher Rechenleistung und skalierbarer KI-Lösungen in die Analyse und Verarbeitung von Big Data birgt jedoch einige Probleme. Das EU-finanzierte Projekt RAISE nähert sich diesem Aspekt unter anderem mit der Entwicklung neuartiger KI-Methoden auf heterogenen Hochleistungsrechenarchitekturen an, die überlegene Leistungsmerkmale und eine bessere Energieeffizienz bereitstellen. Die KI-Verfahren konzentrieren sich auf verschiedene Anwendungsfälle und sind zur Ausführung auf Exa-Hochleistungsrechensystemen bestimmt. Diese Anwendungsfälle umfassen ein breites Spektrum wichtiger akademischer und industrieller Anwendungen, etwa im Bereich der Windenergie. Die Forschenden schlugen vor, mit maschinellem Lernen trainierte Windkraftanlagen-Ersatzmodelle zu konzipieren, um deren Einflüsse aufeinander und ihre Interaktion mit der Topografie des Windparks zu analysieren. Um die Genauigkeit der Windparksimulationen zu verbessern und die Rechenleistung zu steigern, schlugen sie außerdem einen neuartigen vernetzenden Ansatz vor, bei dem die Turbinen mit Aktuatorscheiben modelliert wurden, und validierten diesen. Diese Windparksimulations-Rahmenumgebung gestattet eine per Netz realisierte Anpassung an die Lösung und ist in der Lage, die Scheibenmodelle mit der Strömung abzugleichen. Auf diese Weise können Simulationen komplexer Windparkkonfigurationen sehr präzise durchgeführt werden. Die Ergebnisse wurden im begutachteten Fachjournal „Energies“ veröffentlicht.
Unterstützung für Technologietransfer und Wissensaustausch
RAISE, eine Unternehmung im Rahmen der „Exzellenzzentren“, vereint KI- und HPC-Fachleute, um den Wissens- und Technologietransfer zu gewährleisten. Im Januar 2023 trafen sich 54 Mitglieder des Gemeinschaftsunternehmens bei einem Projektpartner, der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN), um die Anwendungsfälle zu präsentieren und zu diskutieren. „Die Teilnehmenden des Treffens … begannen mit intensiverer Zusammenarbeit an neu aufkommenden Themen wie der Einbindung der Quanteninformationsverarbeitung in KI- und HPC-Arbeitsabläufe“, kommentiert Andreas Lintermann vom das Projekt koordinierenden Forschungszentrum Jülich GmbH, Deutschland. „Supercomputer dringen in den Exa-Bereich vor und lassen die Bereitstellung von Verarbeitungsressourcen in noch nie dagewesenen Größenordnungen für HPC- und KI-Arbeitsabläufe zu“, ergänzt Maria Girone von der Großforschungseinrichtung CERN. „Die im Rahmen des Exzellenzzentrums RAISE durchgeführte Forschung wird das kooperative Design von Hochleistungsrechenressourcen für zukünftige KI- und HPC-Anwendungen für Wissenschaft und Industrie vorantreiben. Dieses Treffen ermöglichte es uns, Ideen auszutauschen und zu entwickeln und neue Perspektiven einzubringen.“ Das im Dezember 2023 zum Abschluss kommende Projekt RAISE (Research on AI- and Simulation-Based Engineering at Exascale) entwickelt KI-Ansätze für Exa-Supercomputer, die sowohl in der akademischen Welt als auch in der Industrie zum Einsatz kommen werden. Wenn Sie Ihr Projekt in einer der nächsten Ausgaben als „Projekt des Monats“ sehen wollen, schreiben Sie uns einfach eine E-Mail an editorial@cordis.europa.eu und sagen Sie uns, warum wir Ihr Projekt vorstellen sollten.
Schlüsselbegriffe
RAISE, Computer, Supercomputer, künstliche Intelligenz, KI, Exa-, Hochleistungsrechnen, HPC