Motivation
Der Bedarf an Rechenleistung steigt stetig an und wird längst nicht mehr nur von wissenschaftlichen Anwendungen alleine getrieben, sondern allgemein durch die Digitalisierung der Wirtschaft und unseres Alltags. Auf technischer Ebene wird der gestiegene Leistungsbedarf durch die Vernetzung vieler Rechner in einem Rechenzentrum oder auch über mehrere Rechenzentren hinweg befriedigt. Jeder Rechner löst dabei eine Teilaufgabe und kommuniziert mit den anderen Rechnern. Dieser Ansatz stößt jedoch dort auf seine Grenzen, wo große Datenmengen von Rechner zu Rechner bzw. vom und zum zentralen Speicher bewegt werden müssen. Dann bringt eine weitere Steigerung der Rechenleistung nur noch wenig Mehrleistung für das Gesamtsystem.
Ziele und Vorgehen
Genau an diesem Punkt setzen die TU Darmstadt (Fachgebiet Eingebettete Systeme) und die EXTOLL GmbH im Verbundprojekt INCA an: Das Netzwerk zwischen den Computern soll mit eigener Rechenleistung für bestimmte Aufgaben versehen werden. Dadurch können Daten, auch unabhängig von den Hauptprozessoren der Rechner, nahe an ihren tatsächlichen Speicherorten verarbeitet werden. Damit dieses Konzept wirtschaftlich nutzbar wird, muss diese Rechenkapazität des Netzes möglichst kosteneffizient und gleichzeitig universell realisiert werden. Deshalb wird im INCA-Projekt die Nutzung rekonfigurierbarer Hardware (FPGA) für die INCA-Recheneinheiten verfolgt. Ein solcher Ansatz ist insbesondere für Algorithmen der Graphen-Analyse von Vorteil, die sich für Such-, Analyse- und Empfehlungsaufgaben, aber auch für das Maschinelle Lernen im kommerziellen Big-Data-Bereich als universelles Werkzeug etabliert haben.
Innovationen und Perspektiven
Die EXTOLL GmbH ist der einzige deutsche Hersteller, der mit einer eigenen Netzwerktechnologie im Bereich des Hochleistungsrechnens auch internationale Erfolge vorweisen kann. Die Produktentwicklung auf Basis der angestrebten Projektergebnisse von INCA soll dazu führen, die Produktpalette der EXTOLL GmbH und deren Marktstellung deutlich zu stärken und zu Umsatzsteigerungen von etwa 25 % beizutragen. Die im INCA-Projekt propagierte Vorgehensweise ist international ein Novum, da Mitbewerber am Markt den Fokus allein auf die Steigerung der Datenübertragungsgeschwindigkeit legen. INCA geht den anderen Weg, indem es die Rechenleistung in einem intelligenten Netzwerk verteilt und im Idealfall nur kompakte Berechnungsergebnisse statt großer Datenmengen transferiert. Der INCA-Ansatz stellt damit einen wesentlichen Evolutionsschritt dar und ist ein weiteres Alleinstellungsmerkmal der EXTOLL-eigenen Netzwerktechnologie.