Um ihren Ruf als führende Forschungseinrichtung aufrechtzuerhalten, muss die Universität Birmingham sicherstellen, dass Daten für eine wachsende Zahl von Benutzern, die immer komplexere Simulationen durchführen, immer verfügbar sind.

Die Universität implementierte IBM Spectrum Scale und IBM Spectrum Protect, um die Transparenz über den Speicherort der Daten und den Zugriff darauf zu erhöhen und die Mobilität in einer vielfältigen IT-Umgebung zu erhöhen.

Die Forschung befasst sich mit den großen Fragen und dringt in unbekanntes Terrain vor, um Erkenntnisse zu gewinnen, die die Welt verändern könnten. Um ihre Arbeit effektiv erledigen zu können, führen viele Forscher hochkomplexe Computersimulationen durch, bei denen riesige Datenmengen erzeugt oder genutzt werden. Diese Daten müssen an einem Ort gespeichert werden, an dem sie leicht zugänglich sind, sowohl für die Benutzer, die an dem Projekt arbeiten, als auch für diejenigen, die die Ergebnisse in Zukunft überprüfen und darauf aufbauen wollen.

Die University of Birmingham, ein wichtiger Forschungsstandort im Vereinigten Königreich, ist mit diesen Herausforderungen bestens vertraut. Die Organisation stellt Birmingham Environment for Academic Research (BEAR) zur Verfügung, eine Sammlung von IT-Ressourcen, die der Gemeinschaft und qualifizierten externen Forschern kostenlos zur Verfügung stehen.

Simon Thompson, Research Computing Infrastructure Architect an der Universität von Birmingham, erklärt: „Unser Engagement-Team zieht ständig neue Nutzer für unsere Einrichtungen an, was für die Universität großartig ist, aber bedeutet, dass mein Team die richtigen Infrastrukturentscheidungen treffen muss, um sicherzustellen, dass wir die Nachfrage befriedigen können.“

Das Research Computing-Team erkannte, dass es keine zentrale Bereitstellung für Daten gab, was die Universität daran hinderte, ihr volles Potenzial auszuschöpfen und Risiken in Bezug auf die Einhaltung von Vorschriften mit sich brachte.

„Früher war es üblich, dass Menschen Daten auf ihren persönlichen Festplatten oder USB-Sticks speicherten“, erinnert sich Thompson. „Als ihr und unser geistiges Eigentum wollten wir sicherstellen, dass die Daten anderen Nutzern in einer Weise zur Verfügung stehen, die den Datenschutzrichtlinien entspricht. Wir begannen, nach einem neuen Ansatz für die Datenspeicherung zu suchen, der es uns ermöglichen würde, diese Herausforderungen anzugehen und neue Chancen zu nutzen.“

Die Universität von Birmingham hat sich für IBM Spectrum Scale als Hauptbestandteil ihrer neuen softwaredefinierten Speicherumgebung entschieden und mit dem IBM Gold Business Partner OCF zusammengearbeitet, um die Technologie auszuwählen, zu beschaffen und deren Einsatz zu unterstützen. Mit IBM Spectrum Scale bietet das relativ schlanke Research Computing-Team der Universität schnellen Zugriff auf Live-Daten und langfristige Archivierungsfunktionen in einer vielfältigen Speicherumgebung.

„Wir verlassen uns seit vielen Jahren auf IBM Lösungen, um unsere Computing-Cluster zu unterstützen, daher war die Wahl von Spectrum Scale für softwaredefinierten Speicher eine natürliche Wahl“, sagt Thompson. „So wird uns eine einzige Datenmanagementebene für unsere vielen verschiedenen Speichersysteme geboten, die es uns ermöglicht, Preis-Leistungs-Entscheidungen zu treffen, wenn wir Workloads mit Plattformen abgleichen, ohne dass die Komplexität außer Kontrolle gerät. Unser Rahmenvertrag mit OCF hilft uns, die beste Technologie zu wettbewerbsfähigen Preisen zu erhalten, und wir vertrauen den Empfehlungen des Unternehmens.“

Mit der aktiven Dateiverwaltungsfunktion (AFM) von IBM Spectrum Scale kann die Universität Birmingham ihre heterogene Rechenumgebung mit einer homogenen, skalierbaren, standort- und protokollübergreifenden Speicherplattform bedienen. Heute sind die Daten automatisch in allen Clustern verfügbar, so dass die Forscher ihre Anwendungen dort einsetzen können, wo es sinnvoll ist, und ihnen die Daten sofort zur Verfügung stehen. Mit AFM ist eine Datenversion auf mehreren Speichersystemen einheitlich und bietet so die Einheitlichkeit, die für erfolgreiche wissenschaftliche Studien so wichtig ist.

Als die University of Birmingham ein drittes Rechenzentrum vor Ort zur Infrastruktur hinzufügte, spielte IBM Spectrum Scale eine wichtige Rolle bei der reibungslosen Umstellung auf die neue Umgebung. Thompson erklärt: „Mit den HA- und DR-Funktionen von Spectrum Scale konnten wir unsere Nutzer von der Datenlast befreien und gleichzeitig ein drittes Rechenzentrum in Betrieb nehmen – und das bemerkten sie nicht einmal.“

Vor Kurzem hat sich die Universität Birmingham erneut mit OCF zusammengetan, um auf die IBM Spectrum Scale Data Management Edition umzusteigen. Die Änderung bedeutet, dass die Abteilung Research Computing von neuen Funktionen und einem anderen Lizenzmodell profitiert. Thompson sagt: „Mit der Data Management Edition können wir Daten im Ruhezustand verschlüsseln, was uns hilft, neue Anforderungen an den Schutz vertraulicher Daten aus kommerziellen oder anderen Gründen zu erfüllen. Wir haben auf kapazitätsbasierte Lizenzierung umgestellt, was sich als viel einfacher zu verwalten erweist und den Weg zu Cloud- und virtuellen Bereitstellungen ebnet.“

Für die Datensicherung setzt die University of Birmingham auf IBM Spectrum Protect. Das Research Computing-Team plant, die TCT-Funktion (Transparent Cloud Tiering) zu verwenden, die in der IBM Spectrum Scale Data Management Edition enthalten ist, um eine kostengünstige Langzeitspeicherung für „kühlere“ Daten zu ermöglichen. Thompson fügt hinzu: „Mit TCT können wir Cloud-Objektspeicher als transparente Speicherebene nutzen, die nativ in Spectrum Scale integriert ist und uns einen risikoarmen und einfachen Weg in die Cloud bietet.“

Die Investitionen der Universität Birmingham in die Forschungsinfrastruktur zahlen sich aus: In ihren Einrichtungen werden eine Reihe spannender Forschungsprojekte durchgeführt. Durch die Unterstützung von Forschungsteams mit der hochmodernen Infrastruktur, die sie benötigen, um Spitzenleistungen zu erbringen, trägt die Universität dazu bei, dass sie schneller Ergebnisse erzielen, und stärkt gleichzeitig ihren Ruf als Ziel für die klügsten Köpfe der Welt.

„Wir unterstützen die Forschung in einem breiten Spektrum von Bereichen, einschließlich der Anwendung und Entwicklung von Techniken zur Nutzung von KI sowie Deep Learning“, erklärt Thompson. „Zum Beispiel arbeiten wir mit der University of Nottingham am Projekt Centre of Membrane Proteins and Receptors [COMPARE] (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) zusammen. Durch die Analyse der superhochauflösenden Bilder, die von Mikroskopen der neuesten Generation erzeugt wurden, wird das Projekt Aufschluss darüber geben, wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Atemwegserkrankungen und Krebs besser verhindert und behandelt werden können. Wir haben uns auch Health Data Research UK angeschlossen (Link befindet sich außerhalb von ibm.com), die sich auf die Entwicklung und Anwendung modernster Data-Science-Ansätze konzentriert, um effizientere und genauere Diagnosen zu ermöglichen.

„Ein Forschungsteam nutzt unsere Einrichtungen, um einen Bereich zu bearbeiten, in dem HPC [High-Performance Computing] normalerweise nicht eingesetzt wird: Linguistik. Es nutzt Textanalysen, um zu verstehen, wie sich der am häufigsten übersetzte Text aller Zeiten – die Bibel – im Laufe der Jahrhunderte verändert hat und was uns dies über Sprache und Kultur lehren kann. Die Universität wurde kürzlich Teil des Alan Turing Institute (Link befindet sich außerhalb von ibm.com), dem Institut des Vereinigten Königreichs für Datenwissenschaft und KI, das Forscher mit unterschiedlichen Fähigkeiten zusammenbringen soll. All diese bahnbrechenden Innovationen werden durch IBM Spectrum Storage-Lösungen unterstützt, die sicherstellen, dass die Daten immer dann zur Verfügung stehen, wenn die Forscher in Birmingham sie benötigen.

Die Universität Birmingham hat jetzt eine größere Kontrolle über Daten als je zuvor und kann diese unschätzbare Ressource optimal nutzen und gleichzeitig neue Vorschriften einfach sowie kostengünstig einhalten.

„Durch die Audit-Protokollierung gibt uns Spectrum Scale einen beispiellosen Einblick, wer die Daten wie nutzt. Damit können wir die Berichtsanforderungen erfüllen und sicherstellen, dass die korrekten Prozesse eingehalten werden“, sagt Thompson. „Das Beste daran ist, dass dies mit minimalen Unterbrechungen für unsere Benutzer und ohne große Auswirkungen auf unser Budget geschehen kann. Wir schätzen, dass die vereinfachten Abläufe, die durch IBM Spectrum-Lösungen ermöglicht werden, es uns ermöglicht haben, unsere HPC-Umgebung zu erweitern, ohne unser Managementteam zu vergrößern, wodurch wir bis zu zwei Vollzeitbeschäftigte einsparen konnten.“

Ausgestattet mit IBM Spectrum Storage-Lösungen verfügt die Universität Birmingham über einen mehrschichtigen Schutz vor Datenverlusten, der sicherstellt, dass Forscher jederzeit auf die benötigten Informationen zugreifen können. Da die Universität weiterhin die Grenzen der HPC-Fähigkeiten ausreizt, hilft die Technologie dem Research Computing Team, die Ressourcen optimal zu nutzen.

Thompson schließt ab: „Wir sind dabei, neue IBM POWER9-Prozessor-basierte Server zur Unterstützung von KI-Projekten zu implementieren. Dies wird der größte PowerAI-Einsatz im Vereinigten Königreich sein und ist Teil einer Zusammenarbeit mit IBM, um unsere Forscher für die Nutzung der Systeme zu qualifizieren. Um den größtmöglichen Nutzen daraus zu ziehen, planen wir die Anschaffung extrem leistungsstarker Speichersysteme. Die Möglichkeit, neue Ressourcen nahtlos hinzuzufügen und sie unseren Nutzern mit Hilfe von Spectrum Scale transparent zur Verfügung zu stellen, ist entscheidend.“

Die 1900 von Königin Victoria gegründete University of Birmingham (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) ist mit rund 34.000 Studenten und Doktoranden eine der größten Universitäten im Vereinigten Königreich. Das Computer Centre der Universität ist das Herzstück der Birmingham Environment for Academic Research (BEAR), einer Sammlung von IT-Ressourcen, die der Gemeinschaft der University of Birmingham und qualifizierten externen Forschern ohne Kosten zur Verfügung stehen.