Wir wollen neue Maßstäbe in der
Digitalisierung setzen und forschen daher in mehreren Bereichen, um die IT klimaneutral zu gestalten.
Wir wollen neue Maßstäbe in der
Digitalisierung setzen und forschen daher in mehreren Bereichen, um die IT klimaneutral zu gestalten.
Unser Ziel ist es, digitale Technologien im Ganzen nachhaltiger zu gestalten. Wir bei windCORES widmen uns deshalb gleich mehreren Themen, um eine klimaneutrale, energieeffiziente und zukunftsweisende IT weiterzudenken. Ein Schwerpunkt ist dabei der Bereich High Performance Computing (HPC).
Nachfolgend erhalten Sie einen Überblick über die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsprojekte mit Beteiligung von windCORES.
„Energieoptimierte Supercomputer-Netzwerke durch die Nutzung von Windenergie“ (ESN4NW): Hinter diesem Titel verbirgt sich ein neues, bundesweites Verbundprojekt unter der Leitung des SICP – Software Innovation Campus Paderborn an der Universität Paderborn. In Kooperation mit WestfalenWIND IT als Mitgliedsunternehmen entstand die Idee, eine neue HPC-Infrastruktur mit einem nachhaltigen Konzept zu entwickeln. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt nun für die nächsten drei Jahre mit rund 2,5 Millionen Euro. Zum Konsortium gehören außerdem die Universität Passau, das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM sowie die Unternehmen AixpertSoft GmbH, Rittal, Atos Deutschland und Zattoo.
Ziel des Vorhabens ist es, die Infrastruktur und Betriebsführung eines HPC-Clusters innerhalb mehrerer Windenergieanlagen (WEA) zu entwickeln. Die direkte, lokal verfügbare erneuerbare Energie soll dabei in die Betriebsführung eingehen, um sie maximal zu nutzen. Zusätzlich soll auch die entstehende Abwärme als limitierender Faktor berücksichtigt werden. Gemeinsam erforschen und demonstrieren die Verbundpartner das Potenzial unserer windCORES — Windräder, die in ihren Türmen Rechenzentren beherbergen und diese mit dem vor Ort erzeugten Windstrom klimaneutral versorgen.
Die Ziele auf einen Blick:
Mehr zum Projekt auf der Homepage des Ministeriums:
Selbst geringe Energieeinsparungen in Rechenzentren führen zu einer relevanten Einsparung an CO2. Hier setzt das Projekt WindHPC an, welches darauf abzielt, den Energieverbrauch durch die Verbesserung der Effizienz von Simulationscodes, HPC-Workflows und Datenmanagement zu senken. Es ist das erste Vorhaben dieser Art, das Computer in Windparks mit einem HPC-Zentrum verbindet.
Im Projekt wird hierzu zuerst der Energieverbrauch einzelner Simulationen auf unterschiedlicher Hardware und an verschiedenen Standorten mittels Energieeffizienzmetriken untersucht und hierfür die Entwicklung digitaler Zwillinge vorangetrieben. Diese können dann zur genaueren Analyse und Nutzung von Energieeinsparpotenzialen herangezogen werden.
Ein weiterer Aspekt in WindHPC ist die erste Verbindung von Rechnern in Windenergieanlagen mit HPC-Rechenzentren. An dieser Stelle ist geplant, Rechner in Windenergieanlagen unserer WestfalenWIND IT GmbH & Co KG, den windCORES, mit den HPC Rechenressourcen des HLRS zu verbinden. Um dies zu ermöglichen, sollen intelligente Scheduling-Verfahren entwickelt werden, die unter Berücksichtigung des Energiebedarfs und der zeitlichen Relevanz benötigter Simulationen den Gesamtworkflow optimal auf diese beiden Ressourcen verteilen und ausführen.
Neben uns sind als weitere Projektpartner beteiligt: Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg, Technische Universität München, Technische Universität Berlin, Technische Universität Kaiserslautern, Universität Stuttgart (VISUS)
Die Ziele auf einen Blick:
Mehr zum Projekt auf der Homepage des Ministeriums:
Ein hohes und ständig wachsendes Datenaufkommen verlangsamt die Kommunikation im Internet der Dinge (IoT). Abhilfe schaffen dezentrale Organisations- und Architekturansätze für Kommunikationsnetzwerke, wie das sogenannte Edge Computing, welche Daten in geografischer Nähe ihres Ursprungs- beziehungsweise Bestimmungsorts verarbeiten und dadurch eine effiziente Bandbreitenausnutzung und Echtzeitverarbeitung versprechen. Diese Effizienzsteigerungen durch Edge Computing werden auch in sensiblen und zunehmend sicherheitskritischen Anwendungsbereichen, wie der Energieerzeugung, genutzt. Hierbei besteht die Herausforderung, die eingesetzte Hardware und die verwendeten Dienste in den vielfach uneinheitlichen Betriebsumgebungen gegenüber Cyberangriffen abzusichern. Standards, Prozesse und Dienste, die in herkömmlichen Rechenzentren zum Einsatz kommen, eignen sich daher nicht.
Ziel des Vorhabens „Cyber-physikalische Sicherheit mittels Radiometrie für den Edge” (C‑ray4edge) ist es, ein technisches Rahmenwerk zu entwickeln, um den Betrieb von Edge Computing abzusichern. Der „Normalbetrieb“ eines Netzwerkknotens wird als Profil seiner elektromagnetischen Abstrahlung festgehalten. Ein Vergleich von Profilen zu verschiedenen Zeitpunkten dient der Erkennung von Manipulationen der Hardware. Eine zentrale Stelle kann somit eine Vielzahl von Netzwerkknoten anhand der erstellten Profile überwachen. Ergänzt wird diese Überwachung durch Identitätsnachweise, sogenannte Vertrauensanker, in der Hardware. Eine höhere Zuverlässigkeit der Systeme soll zudem durch die Entwicklung einer Selbstüberwachung sowie durch die Verbesserung des Ressourcenmanagements erreicht werden.
Autonomes Energiemanagement, die Selbstdiagnose veralteter Hardware sowie sicheres und effizientes Update-Management sind hierbei Kernbausteine einer innovativen Lösung, wie sie beispielsweise bei der Installation von Rechenzentren in Windrädern, unseren windCORES, verwendet werden soll. Die Forschungsergebnisse werden durch die Konsortialpartner nach Ende der Vorhabenlaufzeit bis zur Marktreife weiterentwickelt. Perspektivisch fließen die Forschungsergebnisse in die Entwicklung von Standards und Open Source Systemen für das IoT ein. Diese Beiträge sind gleichfalls für die Automobilindustrie, Energieindustrie, Logistik und andere Anwendungsbereiche mit sensiblen Infrastrukturen von Bedeutung.
Die Ziele auf einen Blick:
Mehr zum Projekt auf der Homepage des Ministeriums:
https://www.forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de/projekte/c‑ray4edge
Sie interessieren sich für unsere Forschungsprojekte? Dann sprechen Sie mich gern an.
Sie interessieren sich für unsere Forschungsprojekte? Dann sprechen Sie mich gern an.
Über den Wolken Muss die Freiheit wohl grenzenlos sein Alle Ängste, alle Sorgen Sagt man Blieben darunter verborgen.
