"MUSICA": Neuer, EU-mitfinanzierter Supercomputer-Cluster in Innsbruck, Linz und Wien
Start für den "MUSICA"-Supercomputer – Meilenstein für die Forschungslandschaft Österreichs und die Spitzenforschung insbesondere in den Bereichen künstliche Intelligenz (KI) und Quanten – Investitionen in Höhe von insgesamt 36 Millionen Euro aus dem österreichischen EU-Aufbauplan und nationalen Mitteln
Österreichs leistungsfähigste Supercomputer (auf Englisch: "Vienna Scientific Clusters", kurz: VSC) waren bereits in der Vergangenheit von mehreren Universitäten gemeinsam betrieben worden – bisher allerdings ausschließlich am Standort der Technischen Universität Wien, mit Online-Zugang aller teilnehmenden Institutionen. Die Computerhardware auf mehrere Standorte zu verteilen und damit "High-Performance-Computing" (HPC) mit "Cloud-Computing" zu verbinden, stellt eine Neuerung des "MUSICA"-Projekts (MUSICA: kurz für Englisch "Multi Site Computer Austria) dar, die eine sprunghafte Erweiterung verfügbarer Rechenkapazitäten ermöglicht.
Die Aufteilung des Systems auf 3 Standorte in Innsbruck, Linz und Wien soll für die erhöhte Resilienz sorgen. Alle 3 Standorte werden zwar zentral konfiguriert und verwaltet, können aber auch völlig autark betrieben werden. Für die Anwenderinnen und Anwender soll "MUSICA" wie ein einzelnes HPC-System zugreifbar sein.
Wissenschafts- und Forschungsminister Polaschek: "Die Grundlage für zukunftsträchtige Innovationen und bahnbrechende Forschungserkenntnisse schaffen"
"Spitzenforschung ist heute mehr denn je auf entsprechende Infrastruktur und ausreichende Rechenleistung angewiesen. Das 'MUSICA'-Projekt ist ein Meilenstein für unsere heimische Forschungslandschaft und ein entscheidender Beitrag für Spitzenforschung insbesondere im KI- und Quantenbereich. Mit unserer Investition von insgesamt 36 Millionen Euro in den Supercomputer-Cluster 'MUSICA' schaffen wir die Grundlage für zukunftsträchtige Innovationen und bahnbrechende Forschungserkenntnisse. Es freut mich außerordentlich, dass der Aufbau des nächsten Supercomputers am Standort Wien bereits begonnen hat", so Martin Polaschek, Bundesminister für Bildung, Wissenschaft und Forschung.
Aufteilung von "MUSICA" auf 3 Standorte: Innsbruck, Linz und Wien
Der Teil von "MUSICA" in Wien wird betreffend Prozessoren über 112 GPU- und 72 CPU-Knoten (auf Englisch: "Graphics Processing Units" und "Central Processing Units") verfügen, die Teile in Innsbruck und Linz jeweils über 80 GPU- und 48 CPU-Knoten. Die Hardware wird vom Technologieunternehmen Lenovo geliefert, der Speicher von der Computer Vertrieb und Service GmbH MEGWARE. Am meisten werden von dieser Architektur die User profitieren, die besonders datenintensive Berechnungen ausführen, speziell das Trainieren von Modellen der künstlichen Intelligenz (KI), das Anwenden von KI-Modellen auf Forschungsfragen aus Naturwissenschaft und Technik sowie das Analysieren großer Datenmengen.
Mit "MUSICA" bekommen die Benutzerinnen und Benutzer deutlich mehr Rechenleistung: Die bisher schnellsten Supercomputer in Österreich, VSC-4 und VSC-5 (VSC: kurz für Englisch "Vienna Scientific Cluster"), erbringen gemeinsam eine Leistung von 5.01 Petaflops (Rechenoperationen pro Sekunde). Der neue HPC-Cluster wird eine Rechenleistung von etwa 40 Petaflops bereitstellen, was ihn unter die leistungsstärksten Systeme weltweit einreihen wird.
Maximale Rechenleistung mit minimalem Energieverbrauch
Das System ist großteils direkt wassergekühlt – die Wärmeabfuhr erfolgt mittels wasserdurchflossenen Kühlelementen auf Prozessoren, "Graphics Processing Units" (GPU) und Arbeitsspeichern, womit der Energieaufwand für die Kühlung massiv gesenkt wird. Durch hohe Wassertemperaturen von etwa 40 Grad Celsius kann fast das ganze Jahr über die Abwärme direkt an die Umgebungsluft abgeführt werden, ohne zusätzliche energieaufwendige Kühlgeräte. Die hohe Kühlwassertemperatur ermöglicht die Nachnutzung der Abwärme. In Wien erfolgt dies zur Beheizung benachbarter Gebäude. Am Standort Innsbruck ist die Einspeisung der Abwärme ins Fernwärmenetz vorgesehen. In Linz befindet sich die Kühlinfrastruktur noch in Planung. Der Betrieb von "MUSICA" erlaubt somit maximale Rechenpower für die Wissenschaft bei minimalem Energieverbrauch und setzt dadurch neue Maßstäbe in der Energieeffizienz am Stand der Technik.
Hintergrund: Forschungsinitiative "Quantum Austria"
Das "MUSICA"-Projekt wird im Rahmen der Forschungsinitiative "Quantum Austria" im Rahmen des österreichischen EU-Aufbauplans mit 20 Millionen Euro gefördert. Weitere Gelder in Höhe von 16 Millionen Euro kommen aus nationalen Mitteln.
Die Universität Innsbruck als Landesuniversität der Bundesländer Tirol und Vorarlberg beschafft aktuell einen neuen Quanten-Computer, der künftig an "MUSICA" angebunden werden soll, um dadurch das System weiter beschleunigen zu können. Ein "Proof of Concept", das heißt, eine Überprüfung der Umsetzbarkeit mit den bestehenden lokalen Systemen, wurde bereits erfolgreich realisiert. Die Installation von "MUSICA" in Wien ist derzeit im Gang – für den Spätherbst 2024 ist der Testbetrieb, für Jahresbeginn 2025 der Regelbetrieb geplant. An den Standorten Innsbruck und Linz erfolgt der Aufbau in der ersten Jahreshälfte 2025. Ab Juli 2025 soll auch dort der Regelbetrieb aufgenommen werden.
Unter der Federführung des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung (BMBWF), welches die Umsetzung von "Quantum Austria" verantwortet, stehen bis 2026 107 Millionen Euro an EU-Aufbauplan-Mitteln für Quantenforschung, Quantentechnologien und "Next generation HPC-Computing" bereit. Im österreichischen EU-Aufbauplan ist "Quantum Austria" in Komponente 3 – Wissensbasierter Aufbau verankert.