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Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen

Forschungseinrichtung

Das Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (kurz ZIH) ist eine zentrale wissenschaftliche Einrichtung der Technischen Universität Dresden und verantwortlich für die gesamte universitäre Kommunikationsinfrastruktur. Es betreibt deren zentralen Server und Dienste und ist damit das Universitätsrechenzentrum. Daneben unterstützt es als interdisziplinär ausgerichtetes Zentrum die Fakultäten bei der Bearbeitung von Aufgaben in Forschung und Lehre in allen IT-relevanten Bereichen.[1]

Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH)
Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH)
Cids-ZIH-Logo
Kategorie: Hochschulinstitut
Bestehen: seit 2005
Mitgliedschaft: u. a. DFN, ZKI, DINI, ScaDS, GA
Standort der Einrichtung: Dresden
Leitung: Wolfgang E. Nagel
Homepage: http://zih.tu-dresden.de/

Wolfgang E. Nagel ist seit 2005 Direktor des ZIH, er ist außerdem Inhaber der Professur für Rechnerarchitektur an der Fakultät Informatik der TU Dresden.

Aufgaben

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Das ZIH erfüllt als zentrale wissenschaftliche Einrichtung Dienstleistungsaufgaben der Datenkommunikation und Informationsverarbeitung für Forschung, Lehre und Verwaltung sowie andere Zentrale Einrichtungen. Zur Stützung dieser Aufgaben führt es eigene Forschungs- und Entwicklungsarbeiten[Anm. 1] durch. Daneben unterstützt das ZIH als interdisziplinär ausgerichtetes Zentrum die Fakultäten in allen IT-relevanten Bereichen. Als Kompetenzzentrum für High Performance Computing (HPC) mit Zugang für Wissenschaftler aus ganz Sachsen obliegt dem ZIH die Unterstützung des Hochleistungsrechnens regional, national sowie in internationalen Kooperationen. Zusätzlich zu seinem Forschungsprogramm ist das ZIH in die universitäre Lehre eingebunden und bietet neben verschiedenen Vorlesungen ganzjährig Weiterbildungsangebote und Informationsveranstaltungen an.

Struktur

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Das ZIH gliedert sich – neben Leitung und Verwaltung – in die Einheiten[2]

Geschichte

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Die Entwicklung des Universitätsrechenzentrum der TU Dresden und seiner Vorläufer in der DDR

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Magnetrommelspeicher des D4a von Nikolaus Joachim Lehmann

Mitte der fünfziger Jahre begannen an der TU Dresden die Planungen zum Erwerb industriell gefertigter Rechenanlagen.[3]

Anfang der sechziger Jahre begann dann die Gründung der Hochschulrechenzentren in der DDR mit der Auslieferung von Rechentechnik.[4] Ab der zweiten Hälfte der 1960er Jahre wurden an den mathematischen und elektrotechnischen Fakultäten und Sektionen spezielle Studienrichtungen zur Datenverarbeitung eingerichtet, z. B. unter Bezeichnungen wie Rechentechnik, Rechenelektronik, Informationsverarbeitung oder Kybernetik.[5]

Zu den Aufgaben des Rechenzentrums gehörten neben Forschung und Lehre in Rechentechnik sowie Informationsverarbeitung auch die Planung der weiteren Entwicklung und Ausstattung sowie der Rechenbetrieb. Auch die Unterstützung und Beratung der Nutzenden in Bezug auf Software sowie die allgemeine und wissenschaftliche Beratung gehörten zum Aufgabengebiet.[5] Zudem wurde die Schulung und Ausbildung von DV-Fachkräften entwickelt und etabliert.[6]

Aus diesen Entwicklungen und um diese Aufgaben zu zentralisieren, erfolgte 1968 die Gründung des Universitätsrechenzentrums der TU Dresden: URZ.[7] Im selben Jahr wurden die Ingenieurhochschule Dresden und die Technische Universität Dresden vereinigt, um die Informatikausbildung in Dresden an einem Standort zu konzentrieren. Das neugebildete Informatik-Zentrum des Hochschulwesens war Mit 400 bis 500 immatrikulierten Studierenden im Direkt- und Fernstudium pro Jahr die größte akademische Informatik-Ausbildungsstätte in der DDR. Die Ende 1990 daraus hervorgegangene Fakultät Informatik der TU Dresden nutzte die Räumlichkeiten bis zu ihrem Umzug in die Nöthnitzer Straße im Jahr 2006.

Beschaffung von Hochleistungsrechnern

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Zwischen dem SMWK und den sächsischen RZ-Leitern bestand Konsens, dass an den Standorten TU Dresden, Universität Leipzig und TU Chemnitz gemäß den unterschiedlichen Anforderungen Rechner verschiedener Architekturen, verschiedener Hersteller, verschiedener Anwendungsbereiche und unterschiedlicher Leistung beschafft und installiert werden sollten. So hat sich neben dem Landeshochleistungsrechner in Dresden die TU Chemnitz mehr auf Cluster, die Universität Leipzig auf Parallelrechner orientiert. Alle Wissenschaftler der sächsischen Hochschulen können, wenn die Spezifik und Leistungsanforderungen ihrer Forschungsaufgaben über die lokalen Möglichkeiten hinausgehen, diese Rechner nutzen. Beim Zugang zu den Hochleistungsrechnern werden sie durch das eigene Rechenzentrum und die Kompetenzteams vor Ort unterstützt. Durch eine verstärkte Zusammenarbeit der einzelnen Kompetenzteams soll es zur Bildung eines Kompetenzverbundes „Wissenschaftliches Rechnen“ in Sachsen kommen.[8]

Gründung des ZIH (2005) und Schließung des Fakultätsrechenzentrums (2008)

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2005 fusionierten das Universitätsrechenzentrum (URZ) und das Zentrum für Hochleistungsrechnen (ZHR) zum Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH).

2008 übernahm das ZIH die Dienste und Beschäftigten des ehemaligen Fakultätsrechenzentrums (FRZ), das an der Fakultät Informatik für zentrale und verteilte IT-Dienstleistungen für Forschung, Lehre und Studium zuständig war. Dazu gehörte auch der Betrieb der dafür relevanten Server (z. B. Mail-, WWW-, Login-, Datenbank-, Media-, File- und Backup-Server). Außerdem war das FRZ für die Funktion des lokalen Datennetzes sowie für dessen Anbindung an das Campusnetz der TU Dresden verantwortlich.[9]

Gründung des Lehmann-Zentrums (2010)

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Im Mai 2010 wurde das Lehmann-Zentrum der TU Dresden als Dach für Einrichtungen und Institute im Gebiet der Informatik gegründet.[10] Als zentrale wissenschaftliche Einrichtung der TU Dresden für „Integrated Engineering“ soll es in die Struktur der Technischen Universität Dresden eingebunden werden. Mit der Gründung des Center for Interdisciplinary Digital Science (CIDS) im Jahr 2021 wird diese Planung inhaltlich erweitert. Das ZIH wird 2022 zu einem Department des CIDS.

Departments des CIDS

  • Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH)
  • Scalable Data Analytics and Artificial Intelligence (ScaDS.AI)
  • Department Speculative Transformation (DST)
  • Center for Open Digital Innovation and Participation(CODIP)
  • Synergy of Systems (SynoSys)
  • Center for Advanced Modeling and Simulation (CAMS)
  • Living Labs Computer Science Saxony (LICOSS)

Insgesamt werden mit diesem Zentrum – verbunden mit dem Namen Nikolaus Joachim Lehmann, einem hoch geschätzten Mathematiker und Informatiker, der sein Leben lang an der Technischen Universität Dresden bzw. deren unmittelbaren Vorgängereinrichtung, der Technischen Hochschule Dresden, gewirkt hat – etwa 250 Informatiker unter ein Dach gebracht.[10]

Grundsteinlegung für das Rechenzentrum des Lehmann-Zentrums (2013)

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Zeitgleich mit der Installation der zweiten Stufe für den neuen Hochleistungsrechner/Speicherkomplex II (HRSK II) erhielt das im Mai 2010 gegründete Lehmann-Zentrum der TU Dresden ein Rechenzentrum (LZR). Die Grundsteinlegung an der Nöthnitzer Straße fand am 21. Mai 2013 im Beisein des Sächsischen Staatsministers für Finanzen, Professor Dr. Georg Unland, statt. Ende 2014 zog der durch das Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH) konzipierte und betriebene neue Supercomputer der TU Dresden in diesen Neubau ein. Mit seiner Kombination aus Rechner- und Speichersystem ist er als Schlüsseltechnologie für die Forschung im Freistaat in IT-Konzept und Zukunftskonzept der TU Dresden eingebunden und wichtiger Bestandteil von DRESDEN-concept. Neben dem HRSK II wird das Rechenzentrum die zentralen IT-Systeme der TU Dresden beherbergen sowie für darüber hinausgehende IT-Basisdienste für weitere sächsische Forschungseinrichtungen offenstehen. Auch die Daten des Universitätsklinikums werden nach Fertigstellung hier gespeichert und verarbeitet. Die Infrastruktur genügt deshalb den höchsten Sicherheits- und Verfügbarkeitsansprüchen. Besonders hervorzuheben ist die sehr hohe Energieeffizienz, die auch dadurch befördert wird, dass die Rechnerabwärme zur Gebäudeheizung nachgenutzt werden kann.[10]

Seit 2020 ist es eines der Zentren des neu gegründeten Verbunds für Nationales Hochleistungsrechnen (NHR).

Hochleistungsrechnen

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Mit dem Hochleistungsrechner-/Speicherkomplex (HRSK) – einer speziell zusammengestellten Rechnerarchitektur, angepasst auf die aktuellen Bedürfnisse der Forschung – wurde 2005 ein Grundstein für das enge Miteinander von Datenintensivem Rechnen und High Performance Computing gelegt. Die Rechentechnik dient vor allem zur Forschung an Themen wie Data Analytics, Grid-Computing, Methoden der Programmierung, Optimierungsmethoden und Algorithmen der Mathematik sowie zur Beschreibung biologischer Prozesse.

Mit der Erweiterung des Hochleistungsrechner-/Speicherkomplex (HRSK-II, 2015) – Bull HPC-Cluster Taurus – steht den sächsischen Wissenschaftlern jedweden Geschlechts ein Supercomputer mit etwa 43.000 CPU-Kernen und einer Spitzenleistung von rund 1,6 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde (1,6 PFlops) zur Verfügung.[11] Auf diesem sowie der SGI UV2000 Venus stehen allen Anwendern eine Vielzahl von Anwendungsprogrammen zur Nutzung bereit. Selbstverständlich kann eigen entwickelte Software übersetzt und abgearbeitet werden.[12]

Gebäude

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Mitgliedschaften

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Anmerkungen

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  1. ↑ So entwickelte das ZIH beispielsweise die Software BenchIT zum Performancevergleich verschiedener Computer-Systeme, insbesondere aus dem Hochleistungsrechnen.

Einzelnachweise

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  1. ↑ Offizielle Webseite des ZIH
  2. ↑ Struktur des ZIH, offizielle Webseite
  3. ↑ Geschichte der Zusammenarbeit der Rechenzentren in Forschung und Lehre (Memento des Originals vom 2. April 2015 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.zki.de, Wilhelm Held (Hrsg.), Februar 2009, S. 8
  4. ↑ Geschichte der Zusammenarbeit der Rechenzentren in Forschung und Lehre (Memento des Originals vom 2. April 2015 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.zki.de, Wilhelm Held (Hrsg.), Februar 2009, S. 59
  5. ↑ a b Geschichte der Zusammenarbeit der Rechenzentren in Forschung und Lehre (Memento des Originals vom 2. April 2015 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.zki.de, Wilhelm Held (Hrsg.), Februar 2009, S. 49
  6. ↑ Geschichte der Zusammenarbeit der Rechenzentren in Forschung und Lehre (Memento des Originals vom 2. April 2015 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.zki.de, Wilhelm Held (Hrsg.), Februar 2009, S. 39
  7. ↑ Mitteilung zur 30-jährigen Gründungsfeier des URZ
  8. ↑ Geschichte der Zusammenarbeit der Rechenzentren in Forschung und Lehre (Memento des Originals vom 2. April 2015 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.zki.de, Wilhelm Held (Hrsg.), Februar 2009, S. 214
  9. ↑ Das ehemalige Fakultätsrechenzentrum (Memento des Originals vom 2. April 2015 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.inf.tu-dresden.de, Fakultät Informatik der TUD
  10. ↑ a b c Grundsteinlegung für das Rechenzentrum des Lehmann-Zentrums. Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen, abgerufen am 6. März 2017.
  11. ↑ Andreas Stiller: Dresden macht Dampf: Neuer Petaflops-Rechner an der TU Dresden. In: c’t 13/2005. 29. Mai 2015, S. 16, abgerufen am 6. März 2017.
  12. ↑ HPC-Systeme. Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen, abgerufen am 6. März 2017.
  13. ↑ GA HPC-Portal – Wissens- & Technologietransfer. In: www.gauss-allianz.de. Abgerufen am 10. Juni 2016.
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