Supercomputing in Deutschland

Schlagwort: HPDA

  • Nachbericht zum 2. Forum für Supercomputing & Zukunftstechnologien

    Services & Anwendungen für Industrie und öffentliche Einrichtungen

    Am 21. Oktober 2025 fand im Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) das zweite Forum für Supercomputing & Zukunftstechnologien statt. Unter dem Motto „Services & Anwendungen für Industrie und öffentliche Einrichtungen“ kamen Expertinnen und Experten aus Wissenschaft, Wirtschaft und Verwaltung zusammen, um über die neuesten Entwicklungen und praxisnahen Einsatzmöglichkeiten von High-Performance Computing (HPC) zu diskutieren.

    Nach einer herzlichen Begrüßung durch Dr. Andreas Wierse (SIDE / SICOS BW GmbH) eröffnete das Forum mit spannenden Einblicken in die digitale Transformation von kleinen und mittleren Unternehmen. Erwin Schnell (AeroFEM GmbH) machte den Auftakt mit seinem Vortrag „Der Weg ist das Ziel“ und zeigte eindrucksvoll, wie KMUs mithilfe von Simulation und HPC Schritt für Schritt den Wandel gestalten können. Dr. Andreas Arnegger (OSORA Medical GmbH) führte das Publikum anschließend in die Welt der medizinischen Anwendung – mit HPC-gestützter Therapieplanung für die Versorgung von Knochenbrüchen.

    Dr. Andreas Wierse steht vorne im hellen Hörsaal des HLRS und spricht zu den Teilnehmenden, die in Reihen sitzen und auf Laptops arbeiten. Auf der Leinwand ist das SIDE-Logo zu sehen.
    Dr. Andreas Wierse eröffnet das SIDE-Forum: Foto – Max Kovalenko
    Ein Referent präsentiert vor einem aufmerksam zuhörenden Publikum im modernen, lichtdurchfluteten Hörsaal des HLRS. Auf der Leinwand ist eine Präsentationsfolie mit Diagrammen zu sehen.
    Erwin Schnell (AeroFEM GmbH) präsentiert CFD-Ergebnisse: Foto – Max Kovalenko

    Auch Dr. Sebastian Mayer und Dr. Andrey Lutich (PropertyExpert GmbH) zeigten, wie KI-basierte Bildanalysen zur automatisierten Rechnungsprüfung beitragen können – ein Beispiel dafür, wie Data Science und Supercomputing immer enger zusammenrücken.

    Vier Männer stehen um einen interaktiven Bildschirm herum und schauen auf die beleuchtete Oberfläche, auf der digitale Inhalte angezeigt werden. Die beiden Männer im Vordergrund stehen mit dem Rücken zum Betrachter, während die beiden Männer in der Mitte, die eine Brille tragen, konzentriert auf den Bildschirm schauen.
    Dr. Andreas Wierse und Besucher beugen sich über das alte SX-4-Supercomputermodul im Foyer des HLRS: Foto – Max Kovalenko
    Eine Vortragende steht am Rednerpult und spricht zu den Teilnehmenden. Im Vordergrund sind unscharf einige Zuhörende zu sehen; der helle Raum und der Fokus auf die Sprecherin schaffen eine konzentrierte Atmosphäre.
    Dr. Xin Liu (SIDE / Jülich Supercomputing Centre) präsentiert Simulationen zur Analyse von Dammbrüchen: Foto – Max Kovalenko

    Nach einer kurzen Kaffeepause ging es mit der zweiten Session weiter. Paul von Berg (Urban Monkeys GmbH / DataMonkey) berichtete über seine Erfahrungen beim Fine-Tuning eines Geospatial LLM auf HPC-Systemen – ein Thema, das viele Teilnehmende faszinierte. Daniel Gröger (alitiq GmbH) stellte ein Projekt zur kurzzeitigen PV-Ertragsvorhersage mittels maschinellen Lernens vor, unterstützt durch FFplus. Anschließend präsentierte Dr. Xin Liu (SIDE / Jülich Supercomputing Centre) eindrucksvolle Simulationen zur Dammbruchanalyse und Operationen in der Deutschen Bucht – ein Beleg dafür, wie HPC im öffentlichen Sektor konkrete Lösungen liefern kann.

    Vor der Mittagspause folgte eine kompakte Vorstellungsrunde mit innovativen Initiativen aus dem HPC-Ökosystem. Vorgestellt wurden unter anderem SIDE, FFplus, JAIF, HammerHAI, EDIH Südwest und EDIH-AICS. Die Vorträge verdeutlichten, wie eng Forschung, Förderung und Industrie inzwischen zusammenarbeiten, um digitale Souveränität und Innovationskraft in Deutschland und Europa zu stärken.

    Nach dem Mittagessen standen praxisorientierte Sessions auf dem Programm. Beim Speeddating kamen Teilnehmende mit HPC-, KI- und Förderexpert:innen direkt ins Gespräch, während parallel eine Rechnerraumführung Einblicke in die Infrastruktur des HLRS bot. In den nachfolgenden Sessions konnten die Gäste zwischen vertiefenden Gesprächen mit Expert:innen, einem praxisnahen Workshop „How to Use a Supercomputer: The Basics“ von Dr. Maksym Deliyergiyev und einem beeindruckenden Visualisierungsworkshop der HLRS-Visualisierungsabteilung wählen.

    Ein junger Mann mit Bart und dunklem Pullover mit Viertelreißverschluss sitzt an einem weißen Tisch, hält einen Bleistift in der Hand und schaut zu jemandem außerhalb des Bildausschnitts zu seiner Rechten. Im unscharfen Hintergrund sitzen weitere Personen an ähnlichen Tischen, unterhalten sich oder arbeiten.
    Teilnehmer*innen des Speeddatings: Foto – Max Kovalenko
    Eine Gruppe von neun Personen, hauptsächlich Männer, hat sich im HLRS-Rechenzentrum versammelt, im Hintergrund ist Hunter zu sehen. Sie sind während der Führung mit Hunter in eine Diskussion vertieft, wobei ein älterer Mann in einer dunklen Jacke gestikulierend zu der Gruppe spricht.
    Eine Führung durch den HLRS-Supercomputer Hunter: Foto – Max Kovalenko
    Zehn Männer posieren für ein Gruppenfoto in einem Raum mit großen blau-weißen Computerserver-Racks im Hintergrund, die mit „HPE Cray” und „HLRS GCS HUNTER” beschriftet sind. Sie blicken alle in die Kamera und lächeln, gekleidet in einer Mischung aus Freizeit- und Business-Casual-Kleidung.
    Gruppenfoto vor dem Supercomputer Hunter während einer Tour: Foto – Max Kovalenko
    Eine Gruppe von fünf Personen, die alle 3D-Brillen tragen, steht in einem immersiven Virtual-Reality-Raum, dessen Wände eine farbenfrohe, dynamische Landschaft zeigen. Ein Mann auf der rechten Seite, der einen dunklen Kapuzenpulli trägt, gestikuliert mit den Händen, als würde er den anderen, die die projizierte Umgebung betrachten, etwas erklären.
    Eine Führung durch die HLRS CAVE: Foto – Max Kovalenko

    Zum Abschluss gab Dr. Andreas Wierse einen Ausblick auf zukünftige Aktivitäten und lud zur weiteren Vernetzung im Rahmen von SIDE und EuroCC ein. Das Forum bot eine inspirierende Mischung aus technischen Impulsen, persönlichem Austausch und konkreten Anwendungsbeispielen – ein Tag, der zeigte, wie leistungsfähig und zugänglich Supercomputing heute für Wirtschaft und öffentliche Hand geworden ist.

    Das Vormittagsprogramm des 2. SIDE-Forums kann nun unten angesehen werden.

    Video ansehen

  • HPC für KI-basierte Handelsroboter: Eine Erfolgsgeschichte mit Smart-Markets GmbH

    Die Herausforderung

    Auf den sich ständig verändernden Finanzmärkten sind Anpassungsfähigkeit und Innovation entscheidend für nachhaltigen Erfolg. Die Smart-Markets GmbH ist ein KMU, das automatisierte Handelsroboter für den mittel- bis langfristigen Aktienhandel und den Devisenhandel (Forex) entwickelt und anbietet. Da sich die Marktdynamik im Laufe der Zeit verändert, nimmt die Leistungsfähigkeit eines Handelsalgorithmus ab, wenn er sich nicht an diese Marktveränderungen anpassen kann. Daher ist die dauerhafte Effektivität der Handelsroboter eine der größten Herausforderungen für Smart-Markets, die derzeit kontinuierliche Backtests und Neukalibrierungen der Algorithmen erfordert.

    Die Lösung

    Um diese Herausforderung anzugehen, hat Smart-Markets in Zusammenarbeit mit SIDE eine Proof-of-Concept-Studie (PoC) durchgeführt, um den Einsatz fortschrittlicher Machine-Learning-Techniken, insbesondere des Reinforcement Learnings (zu deutsch: Verstärkendes Lernen), zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit ihrer Handelsroboter zu untersuchen. Wie in Abbildung 1 dargestellt, handelte der Roboter auf dem EUR/USD-Devisenmarkt. Das Training und der anschließende Testhandel des Agenten basierten auf mehr als zehn Jahren hochfrequenter Tick-Daten, welche sämtliche Preisänderungen im Marktgeschehen erfassen.

    Abbildung 2 zeigt die Ergebnisse für ein vereinfachtes Szenario, in dem keine Handelsgebühren für die Transaktionen anfielen. Nach einer anfänglichen Phase zufälliger Aktionen in den ersten Handelsjahren, in denen sich das Nettovermögen von 100.000 USD nicht wesentlich veränderte, begann der Agent, eigene Handelsentscheidungen zu treffen. Offensichtlich reichten die Vorhersagen des Agenten aus, um über mehrere Handelsjahre hinweg einen kontinuierlichen Gewinn zu erzielen, selbst in Zeiten insgesamt negativer Trends.

    Diagram showing an interaction loop between two labeled boxes. The top box says
    Abbildung 1: KI-Agent, trainiert mit Reinforcement Learning für den Handel mit Euro und USD.
    Diagram showing an interaction loop between two labeled boxes. The top box says
    Abbildung 2: Nettowert des Handelsroboters im Zeitverlauf (links) und Verlauf der USD/EUR-Trainingsdaten (rechts).

    Vorteile 

    • SIDE half Smart-Markets dabei, HPC-Ressourcen für die Verarbeitung und Analyse umfangreicher, hochfrequenter Finanzdaten zu nutzen.
    • Der PoC ermöglichte das Testen von KI-basierten Handelsrobotern, die an sich an ändernde Marktbedingungen innerhalb der Handelsstrategien von Smart-Markets anpassen können.
    • Dieser PoC dient als Modell für die Erforschung einer breiteren Anwendung von Advanced Computing im Finanzsektor und darüber hinaus.

    Die Ergebnisse

    Dank der KI-Expertise von SIDE konnte Smart-Markets mit diesem PoC eine neue Technologie erproben, ohne zuvor KI-Erfahrung sammeln zu müssen. Die Ergebnisse zeigen, dass ein KI-basierter Handelsroboter das Potenzial hat, über mehrere Jahre hinweg profitabel zu handeln, indem er sich dynamisch und in Echtzeit an Marktveränderungen anpasst. Im Rahmen dieses Projekts war es jedoch nicht möglich, einen Roboter zu trainieren, der in realistischen Szenarien, in denen für jede Aktion eine Gebühr anfällt, Gewinne erzielt. Um den Handelsroboter in Zukunft an realistische Szenarien anzupassen, könnte der Umfang dieses PoC erheblich erweitert werden, indem beispielsweise Daten mehrerer Handelsinstrumente in das Training des Modells einbezogen werden.

  • 2. SIDE Forum

    2. SIDE Forum

    Erleben Sie, wie HPC und KI Ihre Innovation beschleunigen können – beim 2. SIDE Forum am 21. Oktober 2025!
    Sie sind Teil eines KMU, Start-ups, Industrieunternehmens oder einer öffentlichen Einrichtung und möchten Ihr Innovationspotenzial mit High Performance Computing (HPC), Datenanalyse oder Künstlicher Intelligenz (KI) steigern? Dann ist das 2. SIDE Forum – Supercomputing in Deutschland genau das Richtige für Sie! Entdecken Sie, wie diese leistungsstarken Technologien Ihnen helfen können, komplexe Herausforderungen zu lösen, Prozesse zu optimieren und sich fit zu machen für die Zukunft.
    Veranstalter ist Supercomputing in Deutschland (SIDE) – das nationale Kompetenzzentrum für HPC, HPDA und verwandte Technologien. Das Forum bringt Technologieexpert:innen, Förderprogramme und praktische Unterstützungsangebote zusammen, die Ihnen den Einstieg erleichtern oder den nächsten Wachstumsschritt ermöglichen.
    Was erwartet Sie?
    Am Vormittag erhalten Sie Einblicke in:
    • Praxisnahe Anwendungsbeispiele und Erfolgsgeschichten von Unternehmen und Institutionen, die bereits HPC und KI einsetzen

    Am interaktiven Nachmittag haben Sie die Möglichkeit, direkt mit SIDE-Expert:innen in Kontakt zu treten – durch:
    • Speed-Dating: Kurze 1:1-Gespräche, um die passenden Ansprechpartner zu finden

    Ob Sie neu im Thema HPC sind oder bereits den nächsten Schritt planen – das SIDE Forum bietet Ihnen praxisnahe Orientierung, Zugang zu Fördermöglichkeiten und Expertenunterstützung – alles an einem Ort.
    👉 Nutzen Sie diese Chance, das Potenzial von HPC und KI für Ihre Organisation zu erschließen. Seien Sie dabei und erfahren Sie, wie SIDE Sie auf Ihrem Weg unterstützen kann.
    Die Anmeldung ist jetzt möglich!

    📅 21. Oktober 2025, 9:00-17:00 Uhr
    📍 HLRS Stuttgart, Nobelstraße 19, 70569 Stuttgart
    🤝 2. Forum für Supercomputing in Deutschland
    📑 Aktuelle Agenda

  • webDO3SE: Ein neues Instrument zur Messung der globalen Auswirkungen von troposphärischem Ozon auf die Pflanzenwelt

    Die Herausforderung

    Ozon, eine schützende Verbindung in der Stratosphäre der Erde, kommt auch in der untersten Schicht unserer Atmosphäre, der Troposphäre, vor. Troposphärisches Ozon ist jedoch schädlich für das Klima, die menschliche Gesundheit und die Vegetation, da es die Biomasse, die Ernten und die Artenvielfalt verringert. Die Quantifizierung der globalen Aufnahme von Ozon durch Pflanzen ist von entscheidender Bedeutung, aber eine Herausforderung, denn sie erfordert numerische Modelle, die fein aufgelöste Ozonmessungen, Pflanzenspezifika und meteorologische Parameter miteinander in Beziehung setzen, die nur für einzelne Standorte und begrenzte Zeiträume zur Verfügung stehen, was eine Quantifizierung unpraktisch macht und sinnlos fragmentiert.

    Die Lösung

    Die TOAR-Dateninfrastruktur löst das Problem der fragmentierten Daten. Sie verbindet die TOAR-Datenbank, die bei Jülich Supercomputing Centre  (JSC) Clouds gehostet wird und eine der weltweit größten Sammlungen bodengestützter Ozonmessungen enthält, mit der ebenfalls am JSC gehosteten Meteocloud, einer Sammlung meteorologischer Daten, als Input für das Ozon-Depositionsmodell DO3SE. Der Arbeitsablauf von webDO3SE ist in Abbildung 1 dargestellt. Über eine Weboberfläche können Nutzer einfach auf die Daten zugreifen und selbst Wirkungsabschätzungen in ihrem Browser durchführen. Sie wählen einen Standort und eine Pflanzenart per REST-Abfrage an webDO3SE aus. Dann werden alle Parameter und Eingaben, die für die Ausführung des Modells erforderlich sind, automatisch online erfasst. Die Ergebnisse des Modells werden dem Nutzer direkt im Browser zur weiteren Analyse zur Verfügung gestellt.

    Flowchart illustrating a data processing workflow within a DO3SE web application. The process begins with a yellow box labeled "REST query, run specifications," leading to a green box labeled "Raw, hourly data," which is connected to "TOAR-DB" below. The flow continues to "Preprocessing," then to "Hourly input." Above "Hourly input" is a box labeled "Parameters," receiving inputs from "growing season," "parameterizations," and "basic station info." The flow proceeds to "Model run," associated with "FORTRAN model" below, and then to "Post processing." The final step is a yellow box labeled "Fast API output." The entire sequence is enclosed within a larger box labeled "DO3SE web application."
    Abbildung 1: Schema zur Beschreibung des produktiven Arbeitsablaufs von webDO3SE, der durch eine REST-Anfrage des Benutzers ausgelöst wird. Die Modellpipeline läuft dann automatisch in der Cloud-Infrastruktur von JSC ab und die Ergebnisse werden im Browser des Nutzers angezeigt.

    Vorteile

    • Tor-Daten in Kombination mit HPC-Ressourcen und der Meteocloud erleichtern den Zugang zu einem beispiellosen Umfang an troposphärischen Ozondaten.
    • WebDO3SE bietet eine Schnittstelle für die Erforschung der Auswirkungen von troposphärischem Ozon auf die Vegetation.
    • Die Untersuchung des troposphärischen Ozons auf globaler Ebene gibt den Umweltbehörden mehr Möglichkeiten.

    Sektor der Industrie

    Landwirtschaft, Umwelt/Klima/Wetter, Öffentliche Dienste/Zivilschutz

    Wissenschaftliche Partner

    "TOAR" in großen, fettgedruckten Buchstaben oben. Darunter in kleineren Buchstaben: "tropospheric ozone assessment report". Der Text ist zentriert und verwendet eine einfache, serifenlose Schriftart. "TOAR" ist in dunkler Farbe, während der restliche Text in einem helleren Blauton gehalten ist.

    Der Troposphären-Ozon-Bewertungsbericht (Tropospheric Ozone Assessment Report, TOAR) ist eine internationale Aktivität des Projekts „International Global Atmospheric Chemistry“, das die globale Verteilung und die Trends des troposphärischen Ozons bewerten und Daten bereitstellen soll, die für die Analyse der Auswirkungen von Ozon auf Gesundheit, Vegetation und Klima nützlich sind. Das TOAR-Datenzentrum bietet Zugang zur TOAR-Datenbank, in der Luftqualitätsüberwachungsdaten von Tausenden von Standorten auf der ganzen Welt gesammelt werden.

    Wissenschaftliche Auswirkungen

    Mit dem Fortschreiten des Klimawandels werden wahrscheinlich auch die Treibhausgase und die Verbindungen, die troposphärisches Ozon erzeugen, zunehmen. In der Vergangenheit wurde die Untersuchung der weitreichenden Auswirkungen des troposphärischen Ozons auf die Ernährungssicherung, die Kohlenstoffbindung, die Holzproduktion und den Schutz vor Bodenerosion, Lawinen und Überschwemmungen durch den fragmentierten Zugang zu Daten behindert. Die HPC-Infrastruktur in Verbindung mit TOR-Daten mildert jedoch diese Fragmentierung und ermöglicht die Skalierung wissenschaftlicher Studien zur Unterstützung öffentlicher Einrichtungen.

    Das TOAR-Tool, webDO3SE, wird derzeit für eine Studie zum Vergleich globaler Depositionsmodelle verwendet und in Zukunft eine neuartige globale Bewertung der Ozondeposition der Vegetation liefern – das Ausmaß, in dem Pflanzen troposphärisches Ozon absorbieren und abschwächen. Sobald webDO3SE gut etabliert ist, kann es auch von Umweltbehörden genutzt werden, um von troposphärischem Ozon verursachte Ernteschäden und andere negative Auswirkungen auf die Vegetation abzuschätzen. Im Laufe der Zeit können die Auswirkungen von troposphärischem Ozon sowie alle Maßnahmen zur Abschwächung gemessen, verfolgt und genauer modelliert werden, um den künftigen ökologischen und gesellschaftlichen Nutzen zu maximieren.