Projekt - ESN4NW: Energieoptimierte Supercomputer-Netzwerke durch die Nutzung von Windenergie (Uni Paderborn) - Projekt

Überblick

Motivation

High-Performance

Computing (HPC) gehört heute in vielen wissenschaftlichen Disziplinen zu den

grundlegenden Forschungsmethoden, zum Beispiel in der Klimamodellierung, in der

Astrophysik und in der Biologie. Alle Rechenzentren in Deutschland benötigen

ca. 3 % des nationalen Stroms. Selbst geringe Energieeinsparungen in

Rechenzentren führen zu einer relevanten Einsparung an CO2. Ziel der

Förderrichtlinie „GreenHPC“ ist es, durch Verbesserung der Energieeffizienz im

High-Performance Computing in der Forschung und auch in kommerziellen

Rechenzentren die Innovationskraft am Standort Deutschland zu stärken.

Ziele

und Vorgehen

Überlastungen des Stromnetzes zu vermeiden, müssen Windkraftanlagen unter

Verlust erzeugbarer Energie abgeregelt werden. Ziel des Vorhabens ESN4NW ist

es, die emissionsarme Energie für Rechenknoten im High-Performance Computing

direkt und dynamisch zu nutzen. Der Schwerpunkt des Vorhabens ist ein

Integrationskonzept der Rechenknoten in viele Anlagen und eine emissionsarme

Betriebsführung über deren dynamische Aktivierung. Die verteilte Infrastruktur

von HPC-Rechenknoten, die dynamisch aktivierte Rechenleistung, die lokale

Stromnetzauslastung sowie Windenergieleistung bilden dabei ein komplexes

Gesamtsystem, das im Projekt durch einen intelligenten digitalen Zwilling

modelliert wird. Dieser ermöglicht eine nachhaltige, ganzheitliche

Betriebsführung zum Heben aller Potenziale.

Innovationen

und Perspektiven

Das

Projekt untersucht alle Potenziale in der Betriebsführung von verteilten

HPC-Rechenzentren in Windenergieanlagen und liefert einen neuen Ansatz zur

Energie- und Emissionseinsparung. Für das zukünftige High-Performance Computing

eröffnet sich durch das Vorhaben die Möglichkeit, dezentraler,

kostenoptimierter, zuverlässiger, flexibler und umweltfreundlicher operieren zu

können.

Motivation

High-Performance Computing (HPC) gehört heute in vielen wissenschaftlichen Disziplinen zu den grundlegenden Forschungsmethoden, zum Beispiel in der Klimamodellierung, in der Astrophysik und in der Biologie. Alle Rechenzentren in Deutschland verbrauchen

Ziele und Vorgehen

Um Überlastungen des Stromnetzes zu vermeiden, müssen Windkraftanlagen normalerweise unter Verlust der erzeugten Energie abgeriegelt werden. Ziel des Vorhabens ESN4NW ist es, diese Energie durch Integration von Rechenknoten für High-Performance Computing direkt in den Anlagen zu nutzen. Der Schwerpunkt des Vorhabens ist dabei die Entwicklung einer Infrastruktur zur Orchestrierung und Zuteilung von Rechenjobs. Die Rechenknoten, die Nachfrage nach Rechenleistung, die lokale Stromnetzauslastung sowie Windleistung bilden ein komplexes Gesamtsystem, das im Projekt durch einen digitalen Zwilling modelliert wird. Dies ermöglicht eine ganzheitliche Analyse und Bewertung der tatsächlichen Energiesparpotenziale.

Innovation und Perspektiven

Das Projekt untersucht das Potenzial von grünen und verteilten Rechenzentren, die einen neuen Ansatz zur Energieeinsparung darstellen. Für das zukünftige High-Performance Computing eröffnet sich durch das Vorhaben die Möglichkeit, dezentraler, kostenoptimierter, zuverlässiger, flexibler und umweltfreundlicher operieren zu können.