Künstliche Intelligenz (KI) ist heute als Werkzeug der Spitzenforschung unentbehrlich. Zu einem erfolgreichen Einsatz – ob in der Energieforschung oder bei der Entwicklung neuer Materialien – gehören dabei Algorithmen. Doch zunehmend wird auch spezialisierte Hardware zum wichtigen Faktor. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat nun das KI-System Nvidia DGX A100 in Betrieb genommen – als erster Standort in Europa.
Das KI-System wird mit den Mitteln der Helmholtz Resources Initiative (HAICORE), die eng mit der Plattform Helmholtz AI verknüpft ist, angeschafft.
Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen (ML) sind heute ein wichtiger Bestandteil der Forschung am KIT.
Das KIT engagiert sich in der Helmholtz Artificial Intelligence Cooperation Unit („Helmholtz AI“), einer Plattform für angewandte KI, um den Einsatz dieser Zukunftstechnologien weiter voranzutreiben.
In diesem Rahmen soll die Entwicklung neuer Methoden vorangetrieben werden. „Dafür ist vor allem eines nötig – eine extrem hohe Rechenleistung“, sagt Martin Frank, Direktor am Steinbuch Centre for Computing (SCC) am KIT und Professor am Institut für Angewandte und Numerische Mathematik (IANM) des KIT.
„Beim Training einer KI mit großen Datensätzen kommen konventionelle Computersysteme an ihre Grenzen“, führt Frank weiter aus. Es gebe bei vielen KI-Algorithmen aber die Möglichkeit, diese durch den Einsatz spezieller Hardware zu beschleunigen.
„Für unsere Forscher ist ein Zugriff auf solche Computersysteme heute ein entscheidender Wettbewerbsfaktor“, so Frank.
Drei Nvidia-Computersysteme vom Typ DGX A100
Am SCC befindet sich derzeit der Hochleistungsrechner Karlsruhe (HoreKa) im Aufbau. In diesem Zuge ist man eine Partnerschaft mit dem Marktführer Nvidia eingegangen, um als erster Standort in Europa Zugriff auf die derzeit modernsten KI-Systeme des Unternehmens zu erhalten.
Die drei jetzt installierten Computersysteme vom Typ DGX A100 sind Hochleistungsserver mit jeweils acht Nvidia A100 Tensor Core GPUs.
Gemeinsam erbringen die acht Einheiten eine Rechenleistung von fünf AI-PetaFLOP/s – also fünf Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde. Das bislang schnellste Vorgängermodell Nvidia V100 war noch fünfmal langsamer.
Gleichzeitig wurden die neuen Beschleuniger mit deutlich größerem und schnellerem Hauptspeicher ausgestattet und der Durchsatz des NVLink-Netzwerks zwischen den einzelnen Chips auf 600 Gigabit pro Sekunde erhöht.
„Den Forschern ist es damit nun möglich, deutlich größere Neuronale Netzwerke als bisher in sehr viel kürzerer Zeit mit noch größeren Datenmengen zu trainieren“, erklärt Frank.
Kann KI dabei helfen, Menschheitsprobleme zu lösen?
Die Forschen können mit den neuen Nvidia-Systemen ihre Anwendungen auch direkt für den zukünftigen Supercomputer HoreKa optimieren.
Dieser wird ebenfalls mit den A100-Beschleunigern von NVIDIA ausgestattet, allerdings mit gleich 740 Stück. Bei der Inbetriebnahme im Sommer 2021 wird HoreKa damit voraussichtlich einer der zehn schnellsten Rechner Europas sein.
„Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen können die Forschung in allen Anwendungsfeldern, also dort wo die drängenden Probleme der Menschheit gelöst werden, drastisch beschleunigen“, sagt Marc Hamilton, für den Bereich Entwicklung zuständiger Vizepräsident bei Nvidia.
Die neuen System des US-amerikanischen Unternehmens unterstützten diese beschleunigte Forschung und trieben den wissenschaftlichen Fortschritt in einem breiten Spektrum wichtiger Forschungsbereiche voran.
Vor dem Hintergrund der Corona-Pandemie könnten die neuen KI-Systeme am KIT nun direkt für die Bekämpfung genutzt werden – etwa indem sie die Entdeckung von Infektions-Hotspots beschleunigen, Ausbreitungsmuster vorhersagen oder das medizinische Personal bei der Analyse von Röntgenbildern entlasten.
Entsprechende KI-Forschungsinitiativen sind am KIT und in der Helmholtz-Gemeinschaft bereits gestartet.
Karlsruher Institut für Technologie
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 6080
E-Mail: info@kit.edu
Website: www.kit.edu
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