Egal ob Simulationen, Modell- und Grafikberechnungen oder Künstliche Intelligenz (KI), all diese Anwendungen benötigen sehr viel Rechenleistung. Für derart rechenintensive Anwendungen in Lehre, Forschung, Vernetzung und Transfer steht der Hochschule Osnabrück nun ein eigener High-Performance-Computing Cluster (HPC-Cluster) zur Verfügung.
Prof. Dr. Heiko Tapken, Professor für Datenbanken und Software-Entwicklung und Leiter des Projektteams, das den HPC-Cluster konzipiert hat, sagt über die Leitidee des Projektes: „Wir wollen allen Lehrenden, allen Studierenden und allen Forschenden der gesamten Hochschule einen möglichst einfachen Zugang ermöglichen und so eine zentrale Anlaufstelle für KI an der Hochschule schaffen.“
KI in der Lehre
Durch den unkomplizierten Zugang zum HPC-Cluster sollen die Studierenden schnell und einfach vom Ausprobieren in die produktive Entwicklung übergehen können. Prof. Dr. Nicolas Meseth, Professor für Wirtschaftsinformatik, sieht hier große Chancen für die Lehre: „Mit dem neuen HPC-Cluster eröffnen wir unseren Studierenden einzigartige Einblicke in die Welt moderner KI-Anwendungen. Indem sie etwa mit Open-Source-Modellen arbeiten und diese mit eigenen Daten trainieren, erwerben sie ein profundes Verständnis von KI-Technologien – ein Wissen, das auf dem Arbeitsmarkt und in der Gesellschaft von enormer Wichtigkeit ist. Unser Ziel ist es, nicht nur Anwender*innen, sondern Innovator*innen auszubilden, die befähigt sind, die Werkzeuge von morgen zu erschaffen.“
Der HPC-Cluster der Hochschule ist mit über 3.000 logischen Zentralprozessoren (central processing unit, kurz CPU) und über 200 Grafikprozessoren (GPUs, englisch graphics processing unit) für hochparalleles Arbeiten vieler Nutzenden ausgelegt. Lehrkräfte, Mitarbeitende und Studierende können eigene Daten, Programme und Ergebnisse generieren aber auch in gemeinsamen Bereichen als Gruppe zusammenarbeiten.
Einsatzmöglichkeiten in der Medizin und Pflege
Neben der Lehre sieht Prof. Dr. rer. nat. Ursula Hübner, Professorin für Medizinische- und Gesundheitsinformatik und Quantitative Methoden und Mitglied der Forschungsgruppe Informatik im Gesundheitswesen, vor allem für die Nutzung in der Forschung großes Potential: „Bilder in Medizin und Pflege helfen, Veränderungen zu dokumentieren, zum Beispiel bei der Heilung von chronischen Wunden. Mit dem HPC-Cluster können wir Klassifikationsalgorithmen – also eine KI – trainieren und so Komplikationen anhand der Bilder erkennen.“
Wie funktioniert ein HPC-Cluster?
Ins Deutsche übersetzt bedeutet High Performance Computing Hochleistungsrechnen. Durch eine Kombination spezialisierter Hardware sowie umfangreicher Speichersysteme können große Datenmengen und komplexe Rechenaufgaben parallel bearbeitet werden. Dabei stellt ein HPC-Cluster ein Vielfaches an Rechenleistung und Speicherkapazität im Vergleich zu herkömmlicher Desktop- und einfacher Server-Systemen zur Verfügung und ist damit bestens geeignet für komplexe Rechenoperationen mit sehr großen Datenmengen.
Konzipiert und umgesetzt wurde der HPC-Cluster im Rahmen des Forschungsprojektes HiPer4All@HSOS unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Heiko Tapken. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit fast 1.904.712,89 Euro gefördert.
