Datensouveräne Forschung KI-Modelle: Fraunhofer IGD nimmt neuen GPU-Cluster in Betrieb

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Fraunhofer IGD und GSI/FAIR kooperieren künftig beim Aufbau einer Hochleistungsrechen-Infrastruktur. Der neue GPU-Cluster verbindet die KI-Kompetenz des Fraunhofer IGD mit der energieeffizienten Infrastruktur des Green IT Cube und schafft die Basis für das Training moderner KI-Modelle.

Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD erweitert seine Forschungsinfrastruktur um einen leistungsstarken GPU-Cluster für Anwendungen der künstlichen Intelligenz. Die neue Rechenplattform ermöglicht das Training komplexer KI-Modelle auf eigener Hardware und schafft die Grundlage für datensouveräne KI-Anwendungen in Forschung, Wirtschaft und öffentlicher Verwaltung.

Mit dem Ausbau der Rechenkapazitäten reagiert das Fraunhofer IGD auf den steigenden Bedarf an leistungsfähiger Infrastruktur für moderne KI-Verfahren. Der Cluster verfügt über 24 NVIDIA-B200-GPUs und wird im energieeffizienten Green IT Cube von GSI/FAIR in Darmstadt betrieben. Das Forschungsrechenzentrum zählt zu den energieeffizientesten wissenschaftlichen Rechenzentren Europas.

Ein besonderer Fokus liegt auf dem Thema Datensouveränität. Viele aktuelle KI-Anwendungen basieren auf Diensten internationaler Anbieter. Mit dem neuen Cluster schafft das Fraunhofer IGD die Möglichkeit, KI-Modelle auf eigener Infrastruktur zu trainieren und zu betreiben. Dadurch können sensible Daten innerhalb kontrollierter Forschungsumgebungen verarbeitet werden.

Entwicklung und Betrieb leistungsfähiger KI-Modelle

„Künstliche Intelligenz ist die Schlüsseltechnologie für Effizienzsteigerungen in Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung. Gleichzeitig wächst der Bedarf an vertrauenswürdigen und souveränen Lösungen, bei denen Daten und Modelle unter eigener Kontrolle bleiben. Mit unserer neuen KI-Infrastruktur schaffen wir die Voraussetzungen, um leistungsfähige KI-Modelle in Deutschland zu entwickeln und zu betreiben. Damit stärken wir die technologische Souveränität und die Innovationskraft unseres Standorts gleichermaßen“, erklärt Dr. Matthias Unbescheiden, Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD.

Erste Pilotanwendungen entstehen derzeit in den Bereichen Bioökonomie, Geodatenanalyse und maritime Forschung. Die neue Recheninfrastruktur schafft die Grundlage für spezialisierte KI-Anwendungen und kann beispielsweise bei der automatisierten Auswertung von Luftbildern, Umweltdaten oder Unterwasseraufnahmen eingesetzt werden. Im Bereich Bioökonomie und Smart Farming werden leistungsfähige KI-Modelle künftig Daten für Anwendungen in der Landwirtschaft, der Biokartierung oder dem Umweltmonitoring effizient auswerten.

Mit unserer neuen KI-Infrastruktur schaffen wir die Voraussetzungen, um leistungsfähige KI-Modelle in Deutschland zu entwickeln und zu betreiben.

Dr. Matthias Unbescheiden, Fraunhofer IGD

Entwicklung moderner KI-Modelle für Geodaten

Parallel entwickelt das Fraunhofer IGD Foundation KI-Modelle für Geodaten, die speziell auf deutsche und europäische Datensätze zugeschnitten sind und Behörden sowie Unternehmen bei Analyse- und Planungsaufgaben unterstützen werden. Prof. Dr. Uwe von Lukas, Standortleiter des Fraunhofer IGD in Rostock, kommentiert: „Im maritimen Bereich dient die Infrastruktur unter anderem dem Aufbau KI-gestützter Detektionsverfahren, etwa zur automatisierten Erkennung mariner Objekte und Organismen. Gerade in sicherheitskritischen Anwendungen spielt dabei die souveräne Verarbeitung sensibler Daten eine entscheidende Rolle.“

Der GPU-Cluster wird im Green IT Cube von GSI/FAIR in Darmstadt betrieben. Die Zusammenarbeit verbindet die wissenschaftliche Expertise des Fraunhofer IGD im Bereich Künstliche Intelligenz mit der langjährigen Erfahrung von GSI/FAIR im Betrieb energieeffizienter Hochleistungsrechenzentren. Neben der Bereitstellung der Infrastruktur unterstützt GSI/FAIR die Zusammenarbeit mit seiner Expertise im Rechenzentrumsbetrieb und schafft damit optimale Voraussetzungen für gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Bereich KI und High Performance Computing.

„Mit dem Green IT Cube stellen wir Forschungspartnern eine leistungsfähige und zugleich energieeffiziente Rechenzentrumsinfrastruktur zur Verfügung. Wir freuen uns über die Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IGD, um datensouveräne KI-Modelle und innovative Forschungsprojekte gemeinsam voranzutreiben. Die Kooperation zeigt, wie sich leistungsfähige KI-Infrastrukturen und innovative Rechenzentrumstechnologien gewinnbringend verbinden lassen“, sagt Dr. Tobias Engert, Abteilungsleiter Technologietransfer bei GSI/FAIR.

Neue Infrastruktur für datensouveräne Forschungsprojekte

Die neue Infrastruktur bildet die Grundlage für gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsprojekte von Fraunhofer IGD und GSI/FAIR in den Bereichen künstliche Intelligenz, High Performance Computing und datensouveräne Datenverarbeitung. Davon profitieren auch Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und öffentlicher Hand: Sie erhalten Zugang zu einer leistungsfähigen Forschungsinfrastruktur, auf der KI-Anwendungen gemeinsam mit dem Fraunhofer IGD datensouverän entwickelt, trainiert und für den späteren Praxiseinsatz vorbereitet werden können. Gleichzeitig stärkt die Kooperation den Wissenschaftsstandort Deutschland.

Der unter dem Projektnamen „Baltic Brain“ aufgebaute GPU-Cluster besteht aus einem Nvidia DGX POD mit drei DGX-B200-Systemen und insgesamt 24 B200-GPUs von Nvidia. Die Systeme sind über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk mit einem All-Flash-Speichersystem verbunden. Für die Verwaltung und Orchestrierung der KI-Workloads kommen Lösungen von Nvidia und Run zum Einsatz. Der Cluster wird im energieeffizienten Green IT Cube von GSI/FAIR in Darmstadt betrieben.

Der Aufbau der Infrastruktur für KI-Modelle erfolgt im Rahmen der Forschungsinitiative BWSF – Biogene Wertschöpfung und Smart Farming. Die Forschungsinitiative wird gemeinsam von Bund sowie den Ländern Mecklenburg-Vorpommern und Bayern finanziert und stärkt Forschungskompetenzen an der Schnittstelle von Bioökonomie, Digitalisierung und künstlicher Intelligenz.

Die GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH in Darmstadt betreibt eine weltweit einmalige Beschleunigeranlage für Ionen. Forscher nutzen die Anlage für Experimente, um neue Erkenntnisse über den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums zu gewinnen. Zurzeit entsteht das neue internationale Beschleunigerzentrum FAIR. Über die Forschung hinaus fördert GSI/FAIR mit dem „Digital Open Lab“ gezielt den Transfer von Technologien und Innovationen in die Industrie und Digitalwirtschaft. Externe Kooperationspartner erhalten Zugriff auf Kapazitäten im Hochleistungs-Rechenzentrum, Infrastruktur und IT-Kompetenzen für gemeinsame Entwicklungsprojekte und Kollaborationen.

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