Infrastruktur: "In den letzten Jahren beachtlich viel umgesetzt"
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28.06.2022
Sowohl im Bereich der digitalen Forschungsinfrastruktur – insbesondere der Supercomputer – als auch im Bereich der Großgeräte wurde an der Fakultät in den letzten Jahren viel erreicht. In den nächsten Jahren gilt es, dies abzusichern und insbesondere in den Bereich Massenspeicher und high-performance-clouds zu investieren.
Spangenrochade im UZA II, Sternwarte-Umbau, Core Facilities und weitere Großgeräte, die zeitweise Umstellung auf digitale Lehre: „Langweilig war es im Bereich Infrastruktur jedenfalls nicht“, kommentiert der derzeitige und auch künftige Vizedekan für Infrastruktur, Leopold Haimberger.
Die Bilanz kann sich sehen lassen, insbesondere in Anbetracht der Pandemiesituation: „In den letzten Jahren konnte doch beachtlich viel umgesetzt werden“, sagt Haimberger: „Die Einrichtung der drei Core Facilites, der noch laufende, aber weit fortgeschrittene Umbau an der Sternwarte und der Abschluss der Spangen-Rochade, die durchaus schöne Ausstattung der Meteorologie vor zwei Jahren – das war doch sehr erfreulich.“ Möglich wurde dies durch eine ausgesprochen konstruktive Zusammenarbeit mit der Vizerektorin für Infrastruktur, mit den beteiligten Leitern der neuen Core Facilities, den Subeinheiten und generell den Kolleg*innen an der Fakultät und bei der DLE Raum- und Ressourcenmanagement.
Für die Forschung der Fakultät sei es in vielen Bereichen zentral, auf der experimentellen Seite zu stark bleiben - gleichzeitig müsse man aber auch die digitale Infrastruktur im Auge behalten, erklärt Leopold Haimberger, Vizedekan für Infrastruktur.
„Auf der experimentellen Seite stark bleiben“
Dennoch gibt es in diesem Bereich auch weiterhin viel zu tun. Generell gelte es, zwei Komponenten im Auge zu behalten – zum ersten die experimentelle Seite, „also die Großgeräte“, so Haimberger: „Da sind wir mit den drei neuen Core Facilities nun ganz gut ausgestattet, aber es ist immer auch eine Herausforderung, solche Geräte zu erhalten und auszubauen. Es ist für die Forschung in vielen Bereichen zentral, dass wir auf der experimentellen Seite stark bleiben“, beispielsweise auch über die Beteiligung der Astrophysik an der Instrumentenentwicklung für das European Southern Observatory.
Drei neue Core Facilities
Die Core Facility eSurfLab am Institut für Geographie und Regionalforschung widmet sich unter anderem dem verbesserten Verständnis der raum-zeitlichen Dynamiken gravitativer Massenbewegungen wie Hangrutschungen und weiteren - auch durch den Klimawandel ausgelösten - Veränderungen.
esurflab.univie.ac.at/
Supercomputer und Massenspeicher
Die zweite wichtige Komponente sei die digitale Forschungsinfrastruktur, die IT-Ausstattung. Im Bereich der Rechenleistung, der Supercomputer hat sich auch hier viel getan. Um den stark steigenden Rechenbedarf für Modellsimulation, Data Mining oder maschinelles Lernen abdecken zu können, wurde massiv in private Nodes am Supercomputer „Vienna Scientific Cluster“ (VSC) 4 investiert.
Und auch an dem gerade im Aufbau befindenden neuen Supercomputer VSC-5 beteiligte sich die Fakultät: „In diesen haben wir uns, teilweise auch über Berufungsmittel, mit rund einer halben Million Euro eingekauft“, berichtet der Vizedekan für Infrastruktur.
Der VSC 5, ein Gemeinschaftsprojekt mehreren Universitäten, wurde jedenfalls bereits vor seiner Fertigstellung auf Platz 301 der weltweit schnellsten Computer gereiht; der Testbetrieb hat vor wenigen Tagen begonnen. „Wir hoffen daher, dass der Rechenbedarf, der in vielen Bereichen – beispielsweise in der Meteorologie, Astrophysik oder Geographie – immer höher wird, mittelfristig gut abgedeckt ist“, so Haimberger.
Herausforderung Massenspeicher
Während die Rechenleistung somit derzeit abgesichert erscheint, stellt der entsprechende Massenspeicher eine Herausforderung dar. „Manche Institute haben bereits lokale Massenspeicher angekauft – beispielsweise wurden an der Meteorologie und Geophysik etwa 2 Peta-Byte angeschafft. Ein Ziel für die nächsten Jahre sei es, auch hier künftig stärker institutsübergreifend zu agieren und auf Ebene der Fakultät oder im Rahmen der VSC Infrastruktur entsprechende Massenspeicher anzuschaffen, um insgesamt Kosten in der Anschaffung und der Erhaltung zu sparen: „Darum werde ich mich in den nächsten Jahren bemühen“, verspricht der Vizedekan für Infrastruktur.
Der Vienna Scientific Cluster
Der Vienna Scientific Cluster (VSC) ist ein Supercomputer für ausgewählte wissenschaftliche Projekte mit einem Bedarf an extrem hoher Rechenleistung. Die aktuelle Ausbaustufe ist der VSC-4. Der VSC wird in einer Kooperation zwischen der Technischen Universität Wien, der Universität Wien, der Universität für Bodenkultur Wien, der Technischen Universität Graz und der Universität Innsbruck betrieben.
VSC-5 ist ein Hochleistungsrechner. Es handelt sich um ein Cluster, welches aus 770 einzelnen Rechnern besteht. Die einzelnen Rechner (Knoten) sind über ein Hochleistungsnetzwerk untereinander und mit einem Filesystem verbunden. Jeder Knoten verfügt über 2 AMD-Prozessoren zu jeweils 64 Kernen und 512 bis 2048 GByte Hauptspeicher. 60 Knoten sind zusätzlich mit je 2 Grafikprozessoren (GPUs) NVIDIA A100 ausgestattet. Das System wird im Wesentlichen im Batch-Mode betrieben, verfügt aber auch über interaktive Zugänge.
Synergien durch zentralen Fakultätsspeicher
Durch einen zentralen Fakultätsspeicher könnten sich auch in der Forschung Synergien ergeben, beispielsweise gebe es Datensätze wie Klimasimulationen, die in verschiedenen Disziplinen benötigt werden, und auf die dann deutlich schneller zugegriffen werden kann; eventuell auch über eine high-performance-computing Cloud. Nicht minder wichtig ist die Verknüpfung von räumlichen Daten mit Datenrepositorien wie Phaidra, das an der Universität aufgebaut wurde. Schneller Zugriff auf heterogene Datenquellen ist für Forschung und Lehre eine Herausforderung aber auch eine Grundvoraussetzung“, so Haimberger.
Dabei blicke man aber auch über den Tellerrand der Fakultät hinaus, erklärt der Vizedekan für Infrastruktur: „Wir bemühen uns universitätsintern und gemeinsam mit anderen österreichischen Universitäten um eine gemeinsame Nutzung und einen koordinierten Ausbau der digitalen Forschungsinfrastruktur, um so auch österreichweit die Grundlagen für die Top-Forschung und -Lehre der Zukunft zu schaffen.“
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Die Core Facility "Geowissenschaftliche Festkörpermassenspektrometrie" am Department für Lithosphärenforschung untersucht geologische Prozesse durch hochpräzise Messungen von Isotopenverhältnissen mit Schwerpunkt vor allem auf Kosmochemie, Impaktforschung und Entwicklung der frühen Erde.
geoisotopes.univie.ac.at
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Die Core Facility LTWER am Institut für Geographie und Regionalforschung befasst sich mit der Untersuchung der Ökosystemfunktionen von Feuchtgebieten. Schwerpunkt ist der Kohlenstoff- und Wasserkreislauf im Schilfgürtel des Neusiedler Sees und dem alpinen Moor Pürgschachen.
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