Investigação

Que­remos estabe­le­cer novos padrões na digi­ta­li­za­ção «
» e, por isso, estamos a inves­ti­gar várias áreas para tornar as TI neu­tras em ter­mos climáticos.

Investigação

Que­remos estabe­le­cer novos padrões na digi­ta­li­za­ção «
» e, por isso, estamos a inves­ti­gar várias áreas para tornar as TI neu­tras em ter­mos climáticos.

Ativo na investigação

O nosso obje­tivo é tornar as tec­no­lo­gias digi­tais, no seu con­junto, mais sus­ten­tá­veis. Por isso, nós, na wind­CORES, dedi­camo-nos a várias áreas ao mesmo tempo, para con­ti­nuar a desen­vol­ver uma TI neu­tra em ter­mos climá­ti­cos, ener­ge­ti­ca­mente efi­ci­ente e vol­tada para o futuro. Uma das nos­sas prin­ci­pais áreas de foco é a Com­pu­ta­ção de Alto Des­em­penho (HPC).

A seguir, vais encon­trar uma visão geral dos pro­je­tos de inves­ti­ga­ção em que a wind­CORES participa. 

Projeto de investigação

IPCEI: a windCORES participa num projeto de investigação europeu para promover a sustentabilidade no setor das TI

O pro­jeto de inves­ti­ga­ção cha­mado «IPCEI — Next Gene­ra­tion Cloud Infra­struc­ture and Ser­vices (IPCEI CIS)» foi lan­çado por sete Estados-Mem­bros. Foram dis­po­ni­bi­liz­ados até 1,2 mil mil­hões de euros de fun­dos púb­li­cos para o pro­jeto, que deverão mobi­li­zar mais 1,4 mil mil­hões de euros em inve­s­ti­mentos do setor priv­ado. No âmbito do IPCEI, 19 empre­sas, incluindo peque­nas e médias empre­sas, vão levar a cabo 19 pro­je­tos alt­a­mente inovadores. 

O nome ofi­cial do pro­jeto, IPCEI-CIS, é um pouco com­pli­cado e, à pri­meira vista, não diz muito sobre o que o pro­jeto real­mente envolve. O que importa mesmo são as últi­mas três letras: elas resu­mem do que se trata: infraestru­tu­ras e ser­vi­ços na nuvem. Segundo o comu­ni­cado ofi­cial de Bru­xelas, o obje­tivo prin­ci­pal é reu­nir capa­ci­d­a­des de com­pu­ta­ção cen­trais e des­cen­tra­lizadas de dife­ren­tes inter­ve­ni­en­tes numa base tec­noló­gica comum e aberta. «As empre­sas par­ti­ci­pan­tes vão desen­vol­ver um soft­ware de código aberto que per­mita ser­vi­ços em tempo real com baixa latên­cia atra­vés de recur­sos com­put­a­cio­nais dis­tri­buí­dos perto dos uti­liz­ado­res, redu­zindo assim a neces­si­dade de trans­ferir gran­des quan­ti­d­a­des de dados para ser­vi­do­res cen­trais na nuvem», diz o comu­ni­cado de imprensa ofi­cial da UE. 

«Em ter­mos simp­les, trata-se de um sis­tema euro­peu de nuvem pró­prio, com uma estru­tura fede­ral e dis­tri­buída, no qual todos os par­ti­ci­pan­tes estão envol­vi­dos», explica o responsá­vel pelo pro­jeto, Fabian Löhr. Ele descreve assim o papel da wind­CORES no pro­jeto: «A nossa mis­são, enquanto ope­ra­do­res de cen­tros de dados des­cen­tra­liz­ados em aero­ge­ra­do­res, poderá ser a de for­ne­cer uma das futu­ras inter­faces para um fun­cio­na­mento ener­ge­ti­ca­mente efi­ci­ente, que poupa recur­sos e é neu­tro em ter­mos climá­ti­cos». Por­que uma coisa é certa: segundo a UE, o pro­jeto deve, no mínimo, «impul­sio­nar a tran­si­ção digi­tal e verde na Europa». O obje­tivo é for­ne­cer as tec­no­lo­gias e solu­ções neces­sá­rias para con­cre­ti­zar a estra­té­gia digi­tal até 2030: a uti­li­za­ção da tec­no­lo­gia na nuvem por 75 % das empre­sas euro­peias e a instala­ção de mais de 10 000 super­com­pu­ta­do­res por toda a Europa. 

Mais infor­ma­ções sobre o projeto:

https://​www​.8ra​.com/​p​r​o​j​e​c​t​s​/​w​i​n​d​c​o​r​es/

Projeto de investigação

GreenHPC – Alimentar redes de supercomputadores de forma sustentável com a eletricidade dos nossos windCORES

«Redes de super­com­pu­ta­do­res ener­ge­ti­ca­mente otimizadas atra­vés da uti­li­za­ção de ener­gia eólica» (ESN4NW): por trás deste título está um novo pro­jeto cola­bo­ra­tivo a nível nacio­nal, liderado pelo SICP – Soft­ware Inno­va­tion Cam­pus Pader­born, na Uni­ver­si­dade de Pader­born. Em coope­ra­ção com a West­fa­len­WIND IT, uma das empre­sas asso­cia­das, sur­giu a ideia de desen­vol­ver uma nova infraestru­tura de HPC com um con­ceito sus­ten­tá­vel. O Minis­té­rio Fede­ral da Edu­ca­ção e Inves­ti­ga­ção (BMBF) vai agora finan­ciar o pro­jeto durante os pró­xi­mos três anos com cerca de 2,5 mil­hões de euros. Fazem tam­bém parte do con­sór­cio a Uni­ver­si­dade de Pas­sau, o Insti­tuto Fraun­ho­fer de Fia­bil­idade e Micro­in­te­gra­ção (IZM), bem como as empre­sas Aix­pert­Soft GmbH, Rit­tal, Atos Alem­anha e Zattoo. 

O obje­tivo do pro­jeto é desen­vol­ver a infraestru­tura e a gestão ope­ra­cio­nal de um clus­ter de HPC den­tro de várias cen­trais eóli­cas. A ener­gia reno­vá­vel dis­poní­vel dire­ta­mente no local deve ser inte­grada na gestão ope­ra­cio­nal, para que seja apro­vei­tada ao máximo. Além disso, o calor resi­dual gerado tam­bém deve ser tido em conta como um fator limi­tante. Jun­tos, os par­ce­i­ros do pro­jeto inves­ti­gam e demons­tram o poten­cial dos nos­sos wind­CORES — tur­bi­nas eóli­cas que alber­gam cen­tros de dados nas suas tor­res e os abas­te­cem com a ener­gia eólica pro­du­zida no local, de forma neu­tra em ter­mos climáticos. 

Os obje­tivos num relance:

  • forne­ci­mento de ener­gia direto e com o mínimo de perdas
  • Mini­mi­za­ção do tra­balho em vazio atra­vés da regu­la­ção e do forne­ci­mento de ener­gia de acordo com a potên­cia residual
  • dis­si­pa­ção segura do calor dos equi­pa­mentos informáticos
  • Poten­cial da ativ­a­ção dinâ­mica de sis­te­mas HPC para as suas apli­ca­ções em con­tex­tos de pro­du­ção de ele­tri­ci­dade volátil
  • apro­vei­ta­mento máximo das infraestru­tu­ras exis­ten­tes (remo­ção de calor e localização)


Mais infor­ma­ções sobre o pro­jeto na página do Ministério:

https://​www​.bmftr​.bund​.de/​S​h​a​r​e​d​D​o​c​s​/​B​e​k​a​n​n​t​m​a​c​h​u​n​g​e​n​/​D​E​/​2​0​2​1​/​0​5​/​3​6​2​1​_​b​e​k​a​n​n​t​m​a​c​h​u​n​g​.​h​tml

Projeto de investigação

WindHPC: Reduzir o consumo de energia e de CO₂ nos centros de dados «
» – aumentar a eficiência

Mesmo peque­nas pou­pan­ças de ener­gia nos cen­tros de dados levam a uma redu­ção signi­fi­ca­tiva das emis­sões de CO2. É aí que entra o pro­jeto WindHPC, que tem como obje­tivo redu­zir o con­sumo de ener­gia atra­vés da mel­ho­ria da efi­ci­ên­cia dos códi­gos de simu­la­ção, dos flu­xos de tra­balho de HPC e da gestão de dados. É o pri­meiro pro­jeto deste tipo que liga com­pu­ta­do­res em par­ques eóli­cos a um cen­tro de HPC. 

No pro­jeto, vai-se come­çar por ana­li­sar o con­sumo de ener­gia de simu­la­ções indi­vi­duais em dife­ren­tes equi­pa­mentos e em vários locais, usando métri­cas de efi­ci­ên­cia ener­gé­tica, e, para isso, vai-se avan­çar com o desen­vol­vi­mento de gémeos digi­tais. Estes podem depois ser usa­dos para uma aná­lise mais pre­cisa e para apro­veitar o poten­cial de pou­pança de energia. 

Outro aspeto do WindHPC é a pri­meira liga­ção entre os com­pu­ta­do­res das cen­trais eóli­cas e os cen­tros de com­pu­ta­ção de alto des­em­penho (HPC). Nesta fase, está pre­visto ligar os com­pu­ta­do­res das cen­trais eóli­cas da nossa West­fa­len­WIND IT GmbH & Co KG, os wind­CORES, aos recur­sos de com­pu­ta­ção HPC do HLRS. Para que isso seja pos­sí­vel, vão ser desen­vol­vi­dos méto­dos inte­li­gen­tes de agen­da­mento que, tendo em conta as neces­si­d­a­des ener­gé­ti­cas e a urgên­cia das simu­la­ções neces­sá­rias, dis­tri­buam e exe­cu­tem o fluxo de tra­balho glo­bal de forma ideal entre estes dois recursos. 

Além de nós, par­ti­ci­pam tam­bém como par­ce­i­ros do pro­jeto: Uni­ver­si­dade Hel­mut Schmidt/​Universidade das For­ças Arma­das Federais de Ham­burgo, Uni­ver­si­dade Téc­nica de Muni­que, Uni­ver­si­dade Téc­nica de Ber­lim, Uni­ver­si­dade Téc­nica de Kai­sers­lau­tern, Uni­ver­si­dade de Est­u­garda (VISUS)

Os obje­tivos num relance:

  • O con­sumo de ener­gia de simu­la­ções indi­vi­duais e de flu­xos de tra­balho de simu­la­ção vai ser ana­li­sado em dife­ren­tes equi­pa­mentos e em vários locais, e, para isso, vai-se avan­çar com o desen­vol­vi­mento de gémeos digitais
  • Desen­vol­vi­mento de méto­dos de auto-ajuste ao nível do soft­ware que, em tempo de exe­cu­ção, sel­ecio­nem a com­bi­na­ção mais efi­ci­ente em ter­mos ener­gé­ti­cos e, se for o caso, mais escalá­vel de algo­rit­mos de simu­la­ção, estru­tu­ras de dados e estra­té­gias de paralelização
  • Desen­vol­vi­mento de méto­dos inte­li­gen­tes de agen­da­mento que, tendo em conta as neces­si­d­a­des ener­gé­ti­cas e a urgên­cia das simu­la­ções neces­sá­rias, dis­tri­buam e exe­cu­tem de forma ótima todo o fluxo de tra­balho pelos vários clus­ters de HPC


Mais infor­ma­ções sobre o pro­jeto na página do Ministério:

https://​www​.bmftr​.bund​.de/​S​h​a​r​e​d​D​o​c​s​/​B​e​k​a​n​n​t​m​a​c​h​u​n​g​e​n​/​D​E​/​2​0​2​1​/​0​5​/​3​6​2​1​_​b​e​k​a​n​n​t​m​a​c​h​u​n​g​.​h​tml

Projeto de investigação

Cray4Edge – Proteger eficazmente a «Edge Computing» na Internet das Coisas contra ciberataques 

Um volume ele­vado e em con­stante cre­sci­mento de dados atrasa a comu­ni­ca­ção na Inter­net das Coisas (IoT). A solu­ção passa por abor­d­a­gens orga­ni­za­cio­nais e arqui­te­tó­ni­cas des­cen­tra­lizadas para redes de comu­ni­ca­ção, como a cha­mada «Edge Com­pu­ting», que pro­cessa os dados geo­gra­fi­ca­mente perto do seu ponto de ori­gem ou de destino, pro­me­tendo assim uma uti­li­za­ção efi­ci­ente da lar­gura de banda e um pro­ces­sa­mento em tempo real. Esses gan­hos de efi­ci­ên­cia pro­por­cio­na­dos pela «Edge Com­pu­ting» tam­bém são apro­vei­ta­dos em áreas de apli­ca­ção sen­sí­veis e cada vez mais crí­ti­cas em ter­mos de segu­rança, como a pro­du­ção de ener­gia. O desa­fio aqui é pro­te­ger o hard­ware e os ser­vi­ços uti­liz­ados con­tra cibe­ra­ta­ques, em ambi­en­tes ope­ra­cio­nais mui­tas vezes hete­ro­gé­neos. Por isso, as nor­mas, os pro­ces­sos e os ser­vi­ços uti­liz­ados nos cen­tros de dados tra­di­cio­nais não são adequados. 

O obje­tivo do pro­jeto «Segu­rança ciber­fí­sica atra­vés da radio­me­tria para o Edge» (C‑ray4edge) é desen­vol­ver um qua­dro téc­nico para garan­tir a segu­rança do fun­cio­na­mento da com­pu­ta­ção no Edge. O «fun­cio­na­mento nor­mal» de um nó de rede é regi­stado como um per­fil da sua radia­ção ele­tro­ma­gné­tica. A com­pa­ra­ção des­ses per­fis em dife­ren­tes momentos per­mite dete­tar mani­pu­la­ções do hard­ware. Assim, uma ent­i­dade cen­tral pode moni­to­ri­zar vários nós de rede com base nos per­fis cria­dos. Esta moni­to­ri­za­ção é com­ple­men­tada por pro­vas de ident­i­dade, os cha­ma­dos «ânco­ras de con­fiança», no hard­ware. Além disso, pre­tende-se alcan­çar uma maior fia­bil­idade dos sis­te­mas atra­vés do desen­vol­vi­mento de um sis­tema de auto­mo­ni­to­ri­za­ção e da mel­ho­ria da gestão de recursos. 

A gestão autó­noma de ener­gia, o auto­dia­g­nó­stico de hard­ware desa­tua­liz­ado e a gestão segura e efi­ci­ente de atua­li­za­ções são, neste con­texto, ele­mentos fun­da­men­tais de uma solu­ção ino­va­dora, como a que se pre­tende uti­li­zar, por exem­plo, na instala­ção de cen­tros de dados em aero­ge­ra­do­res, os nos­sos wind­CORES. Os resul­ta­dos da inves­ti­ga­ção vão ser aper­fei­çoa­dos pelos par­ce­i­ros do con­sór­cio, após o fim do pro­jeto, até estarem pron­tos para o mer­cado. A longo prazo, os resul­ta­dos da inves­ti­ga­ção vão con­tri­buir para o desen­vol­vi­mento de nor­mas e sis­te­mas de código aberto para a IoT. Estas con­tri­bui­ções são igual­mente importan­tes para a indús­tria automó­vel, o setor ener­gé­tico, a logí­stica e outras áreas de apli­ca­ção com infraestru­tu­ras sensíveis. 

Os obje­tivos num relance:

  • Con­ce­ção e teste de sis­te­mas IoT com recur­sos limi­ta­dos e endu­re­ci­dos várias vezes
  • Fun­cio­na­mento seguro e fiá­vel dos sis­te­mas IoT em ambi­en­tes não pro­te­gi­dos e de difí­cil manutenção
  • Ope­ra­ção segura e moni­to­rizada pela IoT de infraestru­tu­ras de ponta com pro­te­ção peri­me­tral insuficiente


Mais infor­ma­ções sobre o pro­jeto na página do Ministério:

https://www.forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de/projekte/c‑ray4edge

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Dr. em Engenharia Marco Plaß

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pes­quisa @ wind​cores​.de

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