Die Konvergenz von HPC und KI: Innovation mit Tempo

In der sich schnell verändernden Geschäftswelt von heute ist es für den Erfolg unerlässlich, qualitativ hochwertige Produkte schneller auf den Markt zu bringen. Viele Branchen setzen auf Hochleistungscomputing (HPC), um dieses Ziel zu erreichen. 

Unternehmen setzen zunehmend auf generative künstliche Intelligenz (generative KI), um die betriebliche Effizienz zu steigern, Geschäftsentscheidungen zu beschleunigen und das Wachstum zu fördern. Wir glauben, dass die Konvergenz von HPC und künstlicher Intelligenz (KI) der Schlüssel für Unternehmen ist, um wettbewerbsfähig zu bleiben. 

Diese innovativen Technologien ergänzen sich gegenseitig und ermöglichen es Unternehmen, von ihren einzigartigen Werten zu profitieren. HPC bietet beispielsweise ein hohes Maß an Rechenleistung und Skalierbarkeit, die für die Ausführung rechenintensiver Workloads entscheidend sind. In ähnlicher Weise ermöglicht KI Unternehmen, Workloads effizienter und intelligenter zu verarbeiten.

Im Zeitalter von generativer KI und Hybrid Cloud bringt IBM Cloud® HPC die Rechenleistung, die Unternehmen benötigen, um zu florieren. Als integrierte Lösung über entscheidende Komponenten in den Bereichen Datenverarbeitung, Netzwerk, Speicher und Sicherheit soll die Plattform Unternehmen bei der Erfüllung regulatorischer und Effizienzanforderungen unterstützen.

Das Herzstück dabei sind Daten, die Unternehmen helfen, wertvolle Erkenntnisse zu gewinnen, um die Transformation zu beschleunigen. Da Daten nahezu überall verfügbar sind, verfügen Unternehmen oft über ein bestehendes Daten-Repository, das durch die Ausführung traditioneller HPC-Simulations- und Modellierungs-Workloads entstanden ist. Diese Repositories können aus einer Vielzahl von Quellen stammen. Durch die Nutzung dieser Quellen können Unternehmen HPC und KI auf dieselben Herausforderungen anwenden, sodass sie tiefere, wertvollere Erkenntnisse gewinnen können, die Innovationen schneller vorantreiben.

KI-gesteuertes HPC nutzt KI zur Rationalisierung von Simulationen. Dies wird als intelligente Simulation bezeichnet. In der Automobilbranche werden Innovationen in neuen Modellen durch intelligente Simulation beschleunigt. Da sich die Fahrzeug- und Komponentendesigns häufig aus früheren Iterationen weiterentwickeln, wird der Modellierungsprozess erheblichen Änderungen unterzogen, um Eigenschaften wie Aerodynamik, Geräusche und Vibrationen zu optimieren.

Bei Millionen potenzieller Änderungen kann die Bewertung dieser Eigenschaften unter verschiedenen Bedingungen, wie z.  B. Straßentypen, die Zeit bis zur Bereitstellung neuer Modelle erheblich verlängern. Auf dem heutigen Markt verlangen die Verbraucher jedoch eine schnelle Veröffentlichung neuer Modelle. Längere Entwicklungszyklen könnten den Umsatz und die Kundenbindung der Automobilhersteller beeinträchtigen.

Automobilhersteller verfügen über eine Fülle von Daten zu bestehenden Konstruktionen und können diese großen Datenmengen nutzen, um KI-Modelle zu schulen. Dadurch können sie die besten Bereiche für die Fahrzeugoptimierung identifizieren, wodurch der Problemraum reduziert und traditionelle HPC-Methoden auf gezieltere Bereiche des Designs konzentriert werden. Letztendlich kann dieser Ansatz dazu beitragen, ein qualitativ besseres Produkt in kürzerer Zeit herzustellen.

In der elektronischen Designautomatisierung (EDA) treiben KI und HPC Innovationen voran. In der sich schnell verändernden Halbleiterlandschaft von heute müssen Milliarden von Verifizierungstests Chipdesigns validieren. Wenn jedoch während des Validierungsprozesses ein Fehler auftritt, ist es aufgrund der Ressourcen und des Zeitaufwands nicht praktikabel, den gesamten Satz von Verifizierungstests erneut durchzuführen.

Für EDA-Unternehmen ist der Einsatz von KI-integrierten HPC-Methoden wichtig, um die Tests zu identifizieren, die erneut durchgeführt werden müssen. Dies kann eine beträchtliche Menge an Rechenzyklen einsparen und dazu beitragen, den Zeitplan für die Herstellung einzuhalten, so dass das Unternehmen seine Halbleiter schneller an die Kunden liefern kann.

IBM entwickelt eine Infrastruktur, die die Flexibilität und Skalierbarkeit bietet, die zur Unterstützung von HPC und rechenintensiven Workloads wie KI erforderlich ist. Zum Beispiel kann die Verwaltung der riesigen Datenmengen, die in modernen, originalgetreuen HPC-Simulationenen, Modellierungen und KI-Modelltrainings anfallen, kritisch sein und erfordert eine Speicherlösung mit hoher Leistung.

IBM Storage Scale ist ein hochleistungsfähiges, hochverfügbares verteiltes Datei- und Objektspeichersystem, das in der Lage ist, auf die anspruchsvollsten Anwendungen zu reagieren, die große Datenmengen lesen oder schreiben.

Da das Ziel von Unternehmen die Skalierung ihrer KI-Workloads ist, unterstützt IBM®  watsonx auf IBM Cloud sie beim Trainieren, Validieren, Abstimmen und Bereitstellen von KI-Modellen während der Skalierung der Workloads. Außerdem bietet IBM Grafikprozessor-Optionen (GPU) mit NVIDIA-GPUs in der IBM Cloud und somit eine innovative GPU-Infrastruktur für KI-Workloads in Unternehmen an.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Verwaltung von GPUs weiterhin notwendig ist. Workload Scheduler wie IBM Spectrum® LSF verwalten effizient den Workload zu GPUs, während IBM Spectrum Symphony®, ein Workload Scheduler mit geringer Latenz und hoher Leistung, der für die Analyse-Workloads der Branchen entwickelt wurde, auch GPU-Aufgaben unterstützt. 

GPUs werden in verschiedenen Branchen, die eine hohe Rechenleistung benötigen, eingesetzt. Finanzdienstleister verwenden beispielsweise Monte-Carlo-Methoden, um Ergebnisse in Szenarien wie Finanzmarktbewegungen oder Preisgestaltung vorherzusagen.

Monte-Carlo-Simulationen, die in Tausende von unabhängigen Aufgaben unterteilt und gleichzeitig auf allen Computern ausgeführt werden können, eignen sich gut für GPUs. Auf diese Weise können Finanzdienstleister Simulationen wiederholt und schnell durchführen. 

Während Unternehmen nach Lösungen für ihre komplexesten Herausforderungen suchen, engagiert sich IBM dafür, ihnen zu helfen, Hindernisse zu überwinden und erfolgreich zu sein. Mit in die Plattform integrierten Sicherheits- und Kontrollmechanismen ermöglicht IBM Cloud HPC Kunden branchenübergreifend die Nutzung von HPC als vollständig verwalteten Service und adressiert Risiken von Dritt- und Viertparteien. Die Konvergenz von KI und HPC kann Intelligenz erzeugen, die einen Mehrwert schafft und die Ergebnisse beschleunigt, was Unternehmen dabei hilft, ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten.