EIN MAGAZIN VON ENGINEERING IN THE CLOUD CLOUD IST NICHT GLEICH CLOUD NEED 4 SPEED FORMULA STUDENT. Ausgabe Was Entscheider wissen müssen

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1 Ausgabe EIN MAGAZIN VON ENGINEERING IN THE CLOUD Was Entscheider wissen müssen CLOUD IST NICHT GLEICH CLOUD Hosted in Germany Sicherheit durch Qualität! NEED 4 SPEED Kein HPC ohne leistungsstarke Netzwerkkommunikation FORMULA STUDENT Simulationsgetriebene Konstruktion mit HPC On Demand

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3 EDITORIAL Aus dem Moment wurde ein langer Moment, und auf einmal war es ein sehr langer Moment so lang, dass schwer zu sagen war, wo all die Zeit herkam. Douglas Adams Herzlich willkommen zur vierten Ausgabe von 42 *, dem Magazin der CPU 24/7 GmbH. Sie wissen schon... unser Ziel ist nichts Geringeres, als die Welt, das Leben, das Universum und den ganzen Rest zu erklären. Das ist eine ganze Menge, also verlieren wir hier und jetzt keine Zeit und gehen gleich in media res. Diese Ausgabe widmet sich vor allem dem Thema Sicherheit. Aus unseren vielen Gesprächen und vor allem auch Dank Ihres Feedbacks wissen wir, dass Sicherheit und HPC On Demand bei vielen Usern auch viele Fragen aufwerfen und wir versuchen in dieser Ausgabe präzise Antworten darauf zu finden! Darüber hinaus betrachten wir Geschwindigkeit mal aus ganz unterschiedlichen Perspektiven: wir sprechen über Netzwerke, über Grafikprozessoren oder aber über FaSTTUBe, das Formula Student Team der TU Berlin... schnallen Sie sich an, es wird schnell, sehr schnell! Und nun viel Spaß beim Lesen von 42. Wie sind wir gespannt auf Ihr Feedback, auf Kritik und Anmerkungen, auf Verbesserungsvorschläge oder Korrekturen. Oder freuen uns einfach über ein Schulterklopfen, das aber am liebsten persönlich. Na dann, wann lernen wir uns kennen? Wo und wann Sie uns treffen können, sehen Sie auf den Seiten 40 und 42. Aber gerne auch früher wir freuen uns auf Ihren Anruf! Herzlichst, Dr.-Ing. Matthias Reyer und Heiko Haenler Geschäftsführer der CPU 24/7 GmbH * Die Antwort 42 ist das kürzeste und bekannteste Zitat aus der verfilmten Roman- und Hörspielreihe Per Anhalter durch die Galaxis von Douglas Adams. Es ist die Antwort auf die vom Autor unklar gestellte Frage nach dem Leben, dem Universum und dem ganzen Rest ( life, the universe and everything ), die in der Geschichte der größte existierende Computer des Universums zu errechnen hat und sie als mit absoluter Sicherheit korrekt darstellt. Letztlich aber können die Protagonisten mit der Antwort nichts anfangen, weil niemand weiß, wie die eigentliche Frage lautete. Quelle: Wikipedia 3

4 INHALT INHALT Themen 06 ENGINEERING IN THE CLOUD 20 GPGPU GRAFIKPROZESSOREN 28 NEED 4 SPEED Wissenswertes 26 FORMULA STUDENT 34 DAS GROSSE CPU 24/7 ABC 40 EVENT GUIDE DIE ANTWORT AUF ALLE FRAGEN Service 16 CLOUD IST NICHT GLEICH CLOUD 38 SERVICE SUPPORT 4

5 INHALT 06 ENGINEERING IN THE CLOUD NEED 4 SPEED GPGPU GRAFIKPROZESSOREN 16 CLOUD IST NICHT GLEICH CLOUD 26 FORMULA STUDENT 5

6 ENGINEERING IN THE CLOUD WAS ENTSCHEIDER WISSEN MÜSSEN 6

7 THEMA ENGINEERING Aktuelle Studien der International Data Corporation prognostizieren High Performance Computing eine jährliche Wachstumsrate von 7,4% im Zeitraum von 2013 bis 2018, speziell im Anwendungsbereich der Computational Fluid Dynamics (CFD) liegt die Wachstumsrate bei 7,3% für den gleichen Zeitraum. Der Anteil der Unternehmen, die ihre HPC-Workloads in die Cloud verlagert haben, ist in den letzten vier Jahren um rund 10% gestiegen.¹ 7

8 THEMA ENGINEERING Die Nutzung von HPC-in-the-cloud hat großes Potential und wird zukünftig auch im Bereich des Engineering eine wettbewerbsentscheidende Rolle spielen, wenn die typischen Eintrittsbarrieren wie die Transferzeiten, Lizenzproblematiken und Datensicherheit überwunden werden können. HPC-On-Demand-Anbieter wie CPU 24/7 sind sich dieser Einwände bewusst und bieten verschiedenste Lösungsansätze, die direkt auf die Anforderungen der Industrieunternehmen zugeschnitten sind. Industrieunternehmen aller Art von Automobil bis zur Medizintechnik stehen vor ähnlichen Herausforderungen: Leistungsfähigkeit, Qualität, Energieeffizienz, Wirksamkeit, Verlässlichkeit, Umwelteigenschaften und nicht zuletzt die industriellen Kosten und der Zeitbedarf bis zur Markteinführung neuer Produkte entscheiden über Erfolg und Misserfolg im globalen Wettbewerb. Numerische Simulationen, vor allem im Bereich der CFD und der Computational Structural Mechanics (CSM), haben sich längst als Standardwerkzeug etabliert. Knackpunkt bei CFD-Applikationen in unternehmenseigenen IT-Infrastrukturen ist die Verfügbarkeit und der Einsatz entsprechend leistungsfähiger, aber ressourcenintensiver Rechenkapazitäten. Eine Aufgabenstellung, der sich sowohl große als auch kleine und mittelständische Unternehmen stellen müssen. Laut einer Studie des Council of Competitiveness² nutzen 97% der Unternehmen zur Berechnung Desktop PCs. Gleichzeitig äußern 57% der Befragten, sie hätten komplexe Aufgabenstellungen, die mit gängigen Desktop PCs nicht mehr lösbar sind. Ingenieure bestätigen, dass sich im Durchschnitt zweibis dreimal pro Jahr ein sogenannter Peak Load einstellt, bei dem die unternehmensinternen Kapazitäten nicht mehr ausreichen, um richtungsweisende Projekte voranzutreiben oder fertigzustellen. Rechenleistung auf Mietbasis oder auch HPC On Demand ist hierfür die Lösung. CPU 24/7 als hochspezialisierter On- Demand-Anbieter von HPC-Systemen und -Rechenleistung bietet Unternehmen jeder Größe die Möglichkeit, situativ skalierbare Rechenressourcen für einen bestimmten Zeitraum in beliebiger Höhe bedarfsgerecht zu aktivieren und intensiv zu nutzen. Derartig flexible Nutzungskonzepte leisten demnach nicht nur einen Beitrag zur Machbarkeit und Genauigkeit von Simulationen, sondern auch zur betriebswirtschaftlichen und zeitlichen Effizienz der durchzuführenden Berechnungen. Vorteile über Vorteile, aber Die generellen Vorteile einer Auslagerung der HPC-Rechenressourcen an einen On-Demand-Dienstleister liegen deshalb auf der Hand. Erstens: die User bekommen einen bedarfsgerechten und dynamischen Zugriff auf skalierbare HPC-Ressourcen auf jeweils neuester Hard- und Software. Der Nutzen stellt sich insbesondere bei Unternehmen mit einem entweder stark fluktuierenden Bedarf (Bursting) oder einem kontinuierlich hohen Bedarf ein. Das ist wirtschaftliche Effizienz auf höchstem Niveau. 8

9 THEMA ENGINEERING Zweitens: HPC On Demand sorgt für eine optimale Ressourcenausnutzung. Die Anschaffung eines eigenen HPC-Clusters und der entsprechenden Infrastruktur ist auf Anwenderseite mit hohen Investitionen und einer hohen Ressourcenbindung (Kapital, Personal und Zeit) verbunden. Durch den temporären Aspekt des Outsourcings kann viel agiler auf veränderte Geschäftsanforderungen reagiert werden. Drittens: ein umfangreiches Service- und Support-Angebot bietet den Ingenieuren mehr Raum zur Fokussierung auf die eigenen Kernkompetenzen. Eigene IT-Infrastrukturen müssen nicht mehr vorgehalten, konfiguriert und instandgehalten werden. Lizenzproblematiken, die Einrichtung der Simulationsumgebung und die Auswahl der geeigneten Hardware-Konfiguration werden vom HPC-Provider übernommen. Das große Plus: ein optimierter Entwicklungsprozess und eine reduzierte Time-to-Market durch parallel verarbeitete und beschleunigte Berechnungsläufe. auch viele Hemmnisse, viel Skepsis und wenig Aufklärung Trotz all dieser Vorteile ist gerade in Deutschland das Themenfeld HPC On Demand bzw. HPC-in-the-cloud mit sehr viel Skepsis behaftet und die Nutzung noch dementsprechend zurückhaltend. Potenzielle Anwender im B2B-Bereich sehen Anwendungshemmnisse insbesondere in der Sicherheit und der Sicherstellung der Produktivität, im Fehlen interner Prozesse und Expertise sowie in nicht klar definierten Service Level Agreements und der teilweise intransparenten Preisgestaltung der HPC-Anbieter. Dabei sind die Anforderungen an industriell genutzte HPC- On-Demand-Rechenressourcen, vor allem was die Sicherheit und die Performance betrifft, besonders hoch. Wer also nach sicheren und unternehmenstauglichen Alternativen zu den eigenen IT-Infrastrukturen sucht, sollte sich die entsprechenden Anbieter genau ansehen und vor allem testen. Vieles steht und fällt mit dem Standort der Rechenressourcen Eines der wichtigsten Kriterien ist die Standortentscheidung. Der Standort hat einen wesentlichen Einfluss auf u.a. den Gerichtsstand, die Einhaltung von Datenschutz- und Exportbestimmungen, aber auch auf die Latenz der zu übertragenden Daten. Ein probates Mittel diese Kriterien zu bewerten, sind gängige Risikoanalysen. Studien zeigen, dass die Anwender dem Standort, an welchem die HPC-Ressourcen gehostet werden, eine wichtige Bedeutung zuschreiben. Eine lokal physische Verarbeitung und Speicherung der Daten wird von den Kunden immer mehr gefordert, nicht weil dies eine Garantie für IT-Sicherheit ist, sondern weil es dadurch einfacher ist, lokales Recht anzuwenden. CPU 24/7-Tipp: Achten Sie bei der Auswahl des HPC- Anbieters auf den Standort, an dem die Server gehostet werden. Machen Sie sich bewusst, dass Rechenzentren außerhalb Deutschlands anderen Datenschutz- und Sicherheitsstandards sowie gesonderten Exportbestimmungen unterliegen können. Führen Sie des Weiteren Risikoanalysen durch und stellen Sie sicher, dass der Provider auch Eigentümer der Hardware ist. IT-Sicherheit ist das A und O Das Thema Standort ist eng mit der IT-Sicherheit verknüpft. Für 30 von 100 Unternehmen stellt sie das größte Hindernis dar, IT-Ressourcen auszulagern.³ Ein Fakt, der auf den ersten Blick wenig verwunderlich ist, handelt es sich doch gerade in der Forschung und Entwicklung um wettbewerbsentscheidende, sensible Berechnungsdaten und intellektuelles Eigentum. Sicherheit hat viel mit Vertrauen, Risikowahrnehmung und technologischer Transparenz zu tun. HPC-On-Demand-Anbieter sind demnach in der Pflicht, ihre Möglichkeiten der physischen und logischen Sicherheit aktiv zu kommunizieren: Liegt eine dedizierte oder geteilte Infrastruktur zu Grunde? Werden physikalische oder virtuelle Maschinen eingesetzt? Steht dem Anwender ein eigenes Queuing-System zur Verfügung oder muss er seine Jobs in eine globale Queue stellen? Sind entsprechende IT-Sicherheitsprozesse wie u.a. Changeund Notfall-Management etabliert? Welche Zertifizierungen hat der Cloud-Anbieter vorzuweisen? Welche Sicherheitsprotokolle werden angewandt? Werden aktuelle Verschlüsselungsmechanismen genutzt? Wie ist geregelt, wer, wann, unter welchen Umständen, wie Zugriff auf die Ressourcen hat? und, und, und Zertifizierungen von unabhängigen Prüfstellen sind immer ein guter Indikator für die Umsetzung und Einhaltung der Standards, die die physische Sicherheit betreffen. Neben Normen wie ISO 27001, mit der die Informationssicherheit, die Vertraulichkeit der Informationen und Verfügbarkeit der IT-Umgebungen bewertet werden, existieren auch nationale Gesetze wie das Bundesdatenschutzgesetz, andere Normen und Prüfzertifikate, die es einzuhalten gilt. CPU 24/7-Tipp: Legen Sie Wert auf strukturierte IT-Sicherheits-Prozesse nach u.a. ISO Sie bieten dem Endanwender eine realistische Einschätzung über die Qualität und Eigenschaften eines HPC-Cloud-Anbieters und all seinen vor- und nachgelagerten Prozessen wie Sicherheit, Infrastruktur, Verfügbarkeit etc. 9

10 THEMA ENGINEERING Auf individueller Ebene kann logische Sicherheit beispielsweise durch die Verwendung adäquater Protokolle wie FTPS oder SSH erzeugt werden. SSH ermöglicht eine sichere, authentifizierte und verschlüsselte Verbindung zwischen zwei Rechnern über ein unsicheres Netzwerk. Eine globale Lösung, gerade im Engineering-Bereich, ist die Kombination aus einem Site-to-Site-VPN-Tunnel und einer Standard-Verschlüsselung der gesamten Kommunikation. Das ist gängige Praxis und oft auch Bestandteil individueller Vereinbarungen. Die Datenübertragung erfolgt verschlüsselt entweder über das Internet oder über Standleitungen, sodass der gesamte Prozess, von Anfang bis Ende durchgehend gesichert ist. CPU 24/7-Tipp: Achten Sie mindestens auf eine Grundverschlüsselung der Kommunikation mit SSH oder FTPS. Adaptive Sicherheitsvorrichtungen wie das Einrichten eines VPN-Tunnels und zusätzlicher Firewalls sollten zum Standard-Repertoire gehören. Zwar bieten 1:1-Virtualisierungen auf den ersten Blick enorme Kostenvorteile, doch die Performance leidet erheblich. Im Einzelfall liegen die Durchsatzwerte sogar bis zu 30% unter denen eines vergleichbaren physikalischen Servers. Zudem sollten sich die Anwender bewusst sein, dass es Cloud-Anbieter gibt, die ihre Ressourcen mit Hilfe von Virtualisierungen mehrfach vermieten, wie z.b. Web-Services. Je mehr virtualisierte Maschinen eingesetzt werden, desto geringer die Leistung. Virtualisierungen besitzen einen zusätzlichen Software-Layer, den Hypervisor, der einen gewissen Overhead bei Rechenleistung, Speicher und Netzwerkdurchsatz verursacht. Gerade im Bereich der CFD, wo per se eine hohe Skalierbarkeit gegeben ist, wäre die Anwendung von Virtualisierungen mit erheblichen Performance-Einbußen und mit einer verringerten Systemeffizienz verbunden. Auch eine schnelle Kommunikation zwischen den Servern mit InfiniBand ist auf virtualisierten Maschinen nicht mehr möglich. Die verminderte Performance bzw. Effizienz hat wiederum einen Einfluss auf die Lizenzkosten für kommerzielle CAE-Anwendungen. Ein Rechenbeispiel: Ein 10%-iger Performanceverlust birgt, bei Nutzung einer Ein-Jahres-Lizenz, finanzielle Einbußen, die einem zusätzlichen Monat an Lizenzkosten entsprechen. Die Jobs laufen auf Bare-Metal-Servern somit nicht nur performanter, sondern auch sicherer und wirtschaftlicher. CPU 24/7-Tipp: Im Sinne der Performance und Sicherheit vermeiden Sie Berechnungen auf virtualisierten Maschinen. Physische Maschinen vereinen die Agilität und Flexibilität mit der Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit einer dedizierten Hardware. Bare-Metal oder virtualisierte Maschinen? Spricht man im Zusammenhang mit HPC-Cloud-Konzepten über Sicherheit und Performance, muss man sich zwangsläufig mit der Frage nach der Nutzung von physikalischen oder virtuellen Servern in der Cloud auseinandersetzen. Der Vorteil dedizierter physischer Server liegt in der vollständigen Isolierung und Schutz der Daten und Anwendungen vor sowohl Angriffen von außen als auch vor anderen Anwendern, die den Cloud-Service auf derselben Infrastruktur nutzen. Physische Maschinen bieten zudem die Möglichkeit, individuelle Sicherheitsanforderungen oder die Adaptierung unternehmensinterner Sicherheitsrichtlinien besser umzusetzen (z.b. Hardware-basierte Firewalls), sodass bare-metal-basierte HPC-Clouds letztendlich die Unternehmens- Compliance erfüllen können. In der Warteschlange Queuing-Systeme sorgen dafür, dass Hardware- sowie Software-Ressourcen explizit einzelnen Jobs zugeordnet werden und der Workload optimal auf die Ressourcen verteilt wird. Doch Vorsicht: einige Provider bieten gesonderte Konditionen für die Nutzung einer globalen, nicht exklusiv bereitgestellten Queue. Das ist dann der Fall, wenn sich mehrere Kunden gleichzeitig einen Rechner-Pool bzw. eine Infrastruktur teilen müssen. Unklar hierbei ist, wie eine Priorisierung der Jobs in der Warteschlange erfolgt, wann der Job startet bzw. was passiert, wenn er abbricht oder gar sicherheitskritische Vorfälle eintreten. CPU 24/7-Tipp: Falls Sie Queuing-Systeme nutzen wollen: ein eigenes Queuing-System für Ihre dezidierte Hardware ist in jedem Fall empfehlenswert. Globale Queues sind im Allgemeinen immer ein Indikator dafür, dass Sie sich die Ressourcen mit anderen Usern teilen. 10

11 THEMA ENGINEERING Sicherstellung der Produktivität Maximale Performance Eine weitere Herausforderung besteht in der Wahrung der Produktivität der User. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf einen effektiven Remote-Zugriff auf den gesamten Simulationsprozess, einschließlich 3D-Grafiken, und auf die zeit- und kostenintensive Übertragung großer Datenmengen im Terabyte-Bereich. Sowohl beim Up- und Downloaden von Berechnungsdaten als auch bei der Nutzung von Remote-Visualisierungen kann es unter Umständen zu Bandbreitenproblemen beim Datentransfer kommen. Einige HPC-On-Demand-Anbieter garantieren aber zumeist eine Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 10 Gbit/s von der HPC-Ressource zum Kunden, in Abhängigkeit der Netzanbindung. Im Falle der Remote-Visualisierung besteht z.b. die Möglichkeit der 3D-Beschleunigung mit einem adaptiven Protokoll (z.b. NICE DCV). Diese Lösung liefert einen effizienten und optimierten Remote-Zugang zu grafikintensiven, gebrauchsfertigen 3D-Applikationen, unabhängig von der Netzwerkgeschwindigkeit und der Latenz. Die Datenübertragung stellt zumindest in Europa durch ausreichend vorhandene Backbone-Netzwerke kein Hindernis dar. HPC-Provider sollten stets in der Lage sein weitere Rechenzentren-Standorte flexibel hinzufügen zu können. Natürlich hängt die Übertragungsgeschwindigkeit nicht allein vom HPC-Anbieter ab. Die last mile ist kundenseitig oft das große Problem. Hierauf hat der HPC-Provider leider keinen Einfluss. Im Einzelfall besteht auch für die Übertragung großer Datenmengen die Möglichkeit Festplatten zu verschicken, Standleitungen einzurichten oder spezielle FEM-Zipping-Tools anzuwenden. CPU 24/7-Tipp: Testen Sie Ihren Anbieter. Seriöse HPC-Provider bieten vorab kostenlose Testphasen an, in denen verschiedene Anwendungsszenarien wie Datenübertragung oder Remote- Visualisierung auf Herz und Nieren geprüft und die Konfiguration ggf. angepasst und optimiert wird. Die richtige Wahl der Systemkonfiguration, immer passend zur Anwendung Ingenieursanwendungen aus der Industrie und Wissenschaft haben spezielle Anforderungen an die Infrastruktur, um die ein HPC-Anbieter unbedingt wissen muss. Die bloße Bereitstellung der Ressourcen reicht bei Weitem nicht aus, denn benutzerspezifische Anpassungen bei Hard- und Software sind in diesem Bereich an der Tagesordnung. Für Anwendungen aus der CFD gilt grundsätzlich: durch eine höhere Core-Anzahl kann eine signifikant höhere Geschwindigkeit erzielt werden fast linear, auf tausenden von Cores. Eine leistungsstarke Kommunikation zwischen den einzelnen Servern mit InfiniBand sowie die Verwendung von GPGPUs kann ebenfalls für mehr Performance sorgen. In Abhängigkeit des zu lösenden Problems skalieren Simulationen in der Strukturmechanik dagegen nur bis zu einem gewissen Grad. Stattdessen benötigen sie, aufgrund der großen Anzahl an IO-Operationen, eine effiziente Storage- Lösung. Bei der Wahl der richtigen System-Konfiguration beraten und unterstützen professionelle HPC-Provider den Endnutzer individuell je nach Anwendungsbereich. CPU 24/7-Tipp: Achten Sie bei der Auswahl des HPC- Providers darauf, für welchen Anwendungsbereich die HPC-Ressourcen bereitgestellt werden. Ein entsprechendes Know-how und Expertise ist insbesondere im Bereich ingenieurswissenschaftlicher Anwendungen zwingend erforderlich und notwendig. Stellen Sie sich ernsthaft die Frage, ob Ihre Anforderungen an Sicherheit und Performance tatsächlich durch ein Systemhaus, ein Supercomputing-Center, eine Forschungseinrichtung oder eine akademische Institution abgebildet werden können. 11

12 THEMA ENGINEERING HPC On Demand ready-to-work, support- und serviceorientiert Um nachfolgend ein effizientes Zusammenspiel von Hard- und Software zu gewährleisten und für den Endanwender gleichzeitig den Aufwand zu minimieren, ist der Trend dahingehend, dass HPC-On-Demand-Anbieter Gesamtpakete bzw. eine vorbereitete Simulationsumgebung für die Nutzer bereitstellen. Von der Konfiguration der richtigen Hardware, Lizenzbeschaffung und -integration, Abstimmung und Evaluation bis hin zur Optimierung und Wartung übernehmen HPC-Anbieter immer mehr Funktionen, mit denen sich der Endanwender in der Vergangenheit selber auseinandersetzen musste. Im Zuge dessen gewinnt ein adäquater Service & Support an Bedeutung. Dieser sollte über die gesamte Laufzeit hinweg aus einer Hand erfolgen. Schließlich müssen alle Hard- und Software-Komponenten nicht nur fehlerfrei, sondern auch effizient laufen und ggf. zeitnahe benutzerspezifische Konfigurationen erfolgen. CPU 24/7-Tipp: Entscheiden Sie sich für einen Anbieter, der Sie entlastet, service- und lösungsorientiert arbeitet und auf Ihre individuellen Kundenwünsche entsprechend eingeht. Der Support ist kein anonymes Ticketsystem, sondern immer persönlich und individuell! Mit der Lizenz zum Rechnen Die Bereitstellung beliebig skalierbarer Rechenleistung verlangt die Anwendung anderer, innovativerer, weil flexiblerer Lizenzmodelle. Die Herausforderung liegt nicht in der Bereitstellung eben jener Rechenleistung was i.d.r. innerhalb weniger Stunden erfolgt sondern vielmehr in Beschaffung der entsprechenden Lizenzen für die kommerzielle CAE-Anwendung. Viele HPC-Provider haben deshalb Partnerschaften mit Software-Gebern geschlossen und eigene On-Demand-Modelle entwickelt, um flexibel auf die Bedürfnisse des Marktes reagieren zu können. Da der Markt noch relativ jung und nicht konsolidiert ist, unterscheiden sich die Modelle von Software-Anbieter zu Anbieter teilweise erheblich, vor allem in puncto Abrechnung und Bereitstellungszeit. On-demand muss dabei nicht immer on-demand bedeuten. CPU 24/7-Tipp: Einen Vorteil verschafft sich derjenige Anbieter, der ein qualitativ und quantitativ gutes Software-Angebot nachweisen kann und entsprechende Partnerschaften schließt, um auf die Bedürfnisse des Marktes schnell und flexibel reagieren zu können. Fragen Sie aktiv nach der Verfügbarkeit flexibler Lizenzmodelle für Ihre benötigte Software. Entscheidend dabei ist nicht nur die Erreichbarkeit und Reaktionszeit des Service-Providers, sondern auch die dahinterstehende Lösungskompetenz und Expertise durch langjährig erfahrene und spezialisierte Mitarbeiter, die auf die Kunden eingehen und deren Anforderungen ganz individuell umsetzen können. Dem Ingenieur wird letztendlich eine fertig vorkonfigurierte Maschine bereitgestellt, auf der er sich lediglich remote einloggen, seine gewünschten Applikationen vorfinden und diese wie gewohnt starten kann ohne sich dabei um das Wie und Ob sorgen zu müssen. 12

13 THEMA ENGINEERING Unterschiedlichste Preismodelle HPC-On-Demand-Anbieter bedienen sich der unterschiedlichsten Preismodelle und Abrechnungsmechanismen. Kurzoder Langzeitnutzung, Bare-Metal-Server oder Virtualisierung, eigene Queue oder globale Queue, mit Ethernet oder Infini- Band, GPU-Beschleunigung oder nicht, Preis pro Core pro Stunde oder Preis pro Stunde bei aller Variabilität, ein Kostenvergleich lohnt sich immer nur auf Projektkostenbasis! Doch Achtung: Core ist nicht gleich Core! Die Leistung der Cores verschiedener Prozessorgenerationen ist nicht miteinander vergleichbar. Eine geeignete Kennzahl ist hierbei der Preis pro TFlops pro Stunde, um das Verhältnis zwischen Leistungsfähigkeit und Preis von HPC-Clustern gegenüberzustellen. Ebenso sollte auf versteckte Kosten für z.b. Traffic, Support oder Storage geachtet werden. Fakt ist, Sicherheit und Performance ist kein Feature, sondern ein absolutes Muss eines jeden HPC-On-Demand-Anbieters im Engineering-Bereich. Ziel sollte stets eine sehr hohe integrierte Sicherheit bei gleichzeitiger guter Nutzbarkeit sein. HPC On Demand im Engineering ist kein Spiel ohne Regeln, sondern mit dem richtigen Anbieter eine wirtschaftliche, transparente und flexible Lösung auf höchster Sicherheitsstufe. 1 - International Data Corporation (IDC), 2014: IDC HPC Update at ISC Council of Competitiveness, 2010: Make, Reflect, Reveal, and Compete studies. 3 - Cloud Computing Wave 5, 2013, 451 Research, LLC. Letzter Tipp in eigener Sache: Haben Sie keine Angst, HPC On Demand auszuprobieren die Spielregeln und Rahmenbedingungen bestimmen immer noch Sie als Kunde! Wie sehen Ihre aus? Wir freuen uns, mit Ihnen darüber persönlich in Gespräch zu kommen! CPU 24/7-Tipp: Ein Kostenvergleich lohnt sich auf Projektkostenbasis! Eine geeignete Kennzahl ist hierbei der Preis pro TFlops pro Stunde. Achten Sie auch auf eindeutige, nicht verklausulierte Kennzahlenangaben der verwendeten Prozessoren sowie auf versteckte Kosten für z.b. Traffic, Support oder Storage. 13

14 THEMA ENGINEERING CPU 24/7... ist Experte in der On-Demand-Bereitstellung anwendungsspezifischer und -optimierter Simulationsumgebungen inkl. Remote-Zugang und CAE-Applikationen, von z.b. ANSYS, CD-adapco oder NUMECA, auf beliebig skalierbaren und konfigurierbaren HPC-Ressourcen. stellt Ihnen im Sinne der Sicherheit und Performance ausschließlich dedizierte HPC-Bare- Metal-Server zur Verfügung. Keine Virtualisierung, keine globale Queue! ist mit ISO zertifizierten deutschen Rechenzentren zu 100% Hosted in Germany. vereinbart mit Ihnen auf Wunsch individuell angepasste Sicherheits- und Verfügbarkeitsvereinbarungen wie Non-Disclosure Agreements, System Security Policies oder Service Level Agreements. bietet ein umfangreiches Service- und Support- Angebot (u.a. Lizenz-Management, benutzerspezifische Installationen, Updating und Upgrading von Hardware und Software, Trouble Shooting). bietet alle Produkte als All-inclusive-Lösungen an. Es entstehen Ihnen keine zusätzlichen Kosten für Traffic, Speicher und Support. empfiehlt seinen Kunden stets die kostenlose und unverbindliche Testphase in Anspruch zu nehmen. QUICK-INFO 14

15 THEMA ENGINEERING ENGINEERING IN THE CLOUD 15

16 SERVICE CLOUD IST NICHT GLEICH CLOUD Hosted in Germany Sicherheit durch Qualität! 16

17 SERVICE DIPL.-INFORM. ALEXANDER HEINE IST SEIT 2009 PRO- JEKTLEITER UND CHIEF OPERATING OFFICER (COO) BEI CPU 24/7. ALS SOLCHER IST ER FÜR DAS MANAGEMENT, MONITORING UND DIE STEUERUNG DER HPC-SYSTEME UND ALLER DAMIT VERBUNDENEN BETRIEBSPROZESSE, DIE VOR ALLEM AUCH DIE SICHERHEIT UND VERFÜG- BARKEIT DER CLUSTER BETREFFEN, ZUSTÄNDIG. Die Sicherstellung der IT-Sicherheit ist für viele Industrieunternehmen oftmals die größte Herausforderung und auch das größte Hemmnis, ihre Rechenressourcen auszulagern. Wie geht CPU 24/7 mit der Herausforderung Sicherheit um? Unsere Kernkompetenz liegt im Bereich numerischer computergestützter Simulationen von physikalischen Prozessen, wie sie z.b. in der Strömungsdynamik (CFD, Computational Fluid Dynamics) und Strukturmechanik (CSM, Computational Structural Mechanics), genutzt werden. Die Anforderungen an die dafür notwendigen Rechenressourcen sind extrem hoch, vor allem wenn es um die Sicherheit geht. Wir bei CPU 24/7 nehmen die damit verbundenen Bedenken unserer Kunden sehr ernst. Schließlich übergeben sie ihr geistiges Eigentum und Produktentwicklungsschritte in unsere Obhut. Damit vertrauen uns unsere Kunden nicht zuletzt Teile ihrer zukünftigen Wettbewerbsfähigkeit an. Wir sind uns dieser Verantwortung absolut bewusst. Anfänglich war die Aufklärungs- und Überzeugungsarbeit, die wir speziell in Branchen mit besonders hohen Sicherheitsanforderungen wie zum Beispiel in der Luft- und Raumfahrt aufbringen mussten, enorm hoch. Heute wissen unsere Kunden, dass wir allen relevanten Anforderungen ihrer Entwickler, Sicherheitsbeauftragten und Einkäufer umfassend Rechnung tragen. Ist die Auslagerung von HPC-Rechenressourcen per se unsicherer als Self-Hosting? Nein, nicht per se. Das hängt stark vom Dienstleister, seinem Sicherheitsverständnis, seiner Vertrauenswürdigkeit und seinem Know-how ab. Bedrohungen existieren überall, unabhängig davon ob es sich um Self-Hosting oder Outsourcing handelt. Die Frage ist nur wie man sie handhabt. Deshalb stellen wir die entscheidenden Fragen auch gerne einmal umgekehrt. Liegt Ihrem Rechenzentrum INTERVIEW eine redundante Infrastruktur zugrunde, sodass es auch im Notfall versorgt werden kann? Haben Sie sich schon einmal gefragt, wer bei Ihnen in den Rechenzentren ausund eingeht? Oder ganz trivial gefragt, können Sie z.b. garantieren, dass niemand unbemerkt einen USB-Stick anschließt? Gibt es Videoüberwachungen sowie Zutrittsund Zugriffsregelungen? Haben Sie ein professionelles Monitoring, Change-, Patch- und Notfall-Management etc. etabliert? Führen Sie regelmäßig Risikobewertungen von Sicherheitsschwachstellen und -lücken durch? Wissen Sie 100-prozentig, dass Ihre Systeme sicher, einwandfrei und effizient laufen und stets verfügbar sind? HPC-Provider wie CPU 24/7 können das, weil es unser Kerngeschäft ist, weil wir die dafür notwendigen Ressourcen haben und weil wir das entsprechende Know-how mitbringen. Sie sprachen im Zusammenhang mit HPC On Demand bzw. HPC-in-the-cloud von Ängsten und Missverständnissen, die kundenseitig existieren. Woher kommen sie und welche sind das im Einzelnen? Ängste haben immer etwas mit der Veränderung von Gegebenheiten zu tun, wie etwa dem Outsourcing von HPC-Ressourcen. Unkenntnis, subjektive Empfindungen und negative Erfahrungswerte verstärken dieses Gefühl zudem. Die vielen Vorteile und Chancen, die HPC On Demand eigentlich zu bieten hat, sind zunächst einmal nebensächlich. Die Frage, die man sich dann stellt, sollte nicht heißen: Kann diese Veränderung riskant sein?. Alle Veränderungen sind riskant, egal ob man selbst in HPC-Ressourcen investiert oder diese eben auslagert. Die Frage sollte lauten: Ist man selbst oder der Provider diesem Risiko gewachsen?. In unserem Fall, ist das Einzige, was im Umgang mit Bedrohungen hilft, sie erstens wahr- und zweitens ernst zu nehmen, sowie drittens gemeinsam mit dem Kunden nach einer Lösung zu suchen. Hierfür entwickeln wir mit den Stakeholdern gemeinsam verschiedene Strategien, Mechanismen und Rahmenwerke, in vertraglicher, betrieblicher als auch technischer Hinsicht, mit welchen sich eventuelle Bedrohungen handhaben lassen. Ein Beispiel: viele IT-Abteilungen der Unternehmen fürchten durch die Auslagerung der Rechenressourcen einen Know-how- und Kompetenzverlust. Wir haben die Erfahrung gemacht, dass das Gegenteil eintritt. Die IT-Mitarbeiter werden immer wichtiger, weil sie nun als Schnittstellen- und Kontrollinstanz fungieren. Ein weiteres Beispiel: speziell im Bereich des Computer Aided Engineering resultieren unternehmerische Ängste aus dem Missverständnis, es handle sich bei der Auslagerung von HPC-Ressourcen im industriellen Umfeld um ähnlich simple und unsichere Cloud Computing-Infrastrukturen wie im Consumer-Bereich. Das wiederum hemmt den noch relativ jungen Markt, in dem wir uns bewegen, zugegebenermaßen. Typische Aussagen, mit denen wir beispielsweise konfrontiert werden, sind: 17

18 SERVICE Meine Daten landen dann Irgendwo im Nirgendwo. oder Andere können dann auch auf unsere Daten zugreifen?. Natürlich nicht! Aber wir nehmen solche Aussagen sehr ernst. CPU 24/7 ist aus Sicht des Kunden im Grunde nur ein weiterer Unternehmensstandort. Wir haben die Erfahrung gemacht, dass die Prozesse für die Anbindung in den meisten Unternehmen bereits definiert sind. Der Begriff Cloud ist hierzulande im industriellen Umfeld noch immer mit Skepsis behaftet, zum Teil auch zu Recht. Weltweit ist die Akzeptanz bereits eine andere. Dabei ist Cloud nicht gleich Cloud, das Spektrum ist groß. Aussagen wie oben genannt, zeigen uns, dass wir noch sehr viel Aufklärungsarbeit zu leisten haben, gerne auch immer im persönlichen Gespräch. Cloud ist nicht gleich Cloud! Warum? Clouds im Consumer-Bereich wie etwa Dropbox oder Facebook basieren zumeist auf einer geteilten IT-Infrastruktur und einem eher fragwürdigen Datenschutz-Ansatz, sie werden Public Clouds genannt. Sicherheitstechnisch sind sie natürlich hochriskant und für Anwendungszwecke in der Industrie und Wissenschaft selbstverständlich ein No-Go. Das Gegenteil von Public Cloud sind wiederum Private Clouds. Viele Entscheidungsträger in Industrie-Unternehmen wissen nicht, dass sie bereits Private Cloud Computing nutzen, wenn sie z.b. über verteilte Unternehmensstandorte hinweg auf gemeinsame Ressourcen zugreifen. Anwendungen in der Industrie und Wissenschaft haben aber ganz andere, dezidiertere Anforderungen was die Sicherheit betrifft Anforderungen, um die wir bei CPU 24/7 wissen und die ein bestimmtes Know-how und eine Expertise erfordern. CPU 24/7 hat seine Wurzeln in der Industrie sowie auch in der Forschung & Lehre, insbesondere der Luft- und Raumfahrt. Seit mittlerweile fast 10 Jahren stellen wir unseren Kunden unterschiedlichster Organisationsgrößen skalierbare High Performance Computing-Infrastrukturen zur Verfügung. Diese Kapazitäten sind beispielsweise in der Produktentwicklung essentiell, aber zugleich ressourcenintensiv und kapitalbindend. Und hier bieten wir die Lösung mit unserem HPC On Demand-Konzept Rechenzeit mieten, statt kaufen, aber auf eine sichere Art und Weise. Rein technisch gesehen, sprechen wir bei uns von einer Private Hosted Cloud-Lösung. Eine Cloud-Lösung, der also KEINE geteilte Infrastruktur zu Grunde liegt und deren Nutzung ausschließlich für den jeweiligen Kunden bestimmt ist, aber von einem Drittanbieter unter Berücksichtigung adäquater individueller Vereinbarungen gemanagt wird. Für unsere Kunden bedeutet dies in puncto Betrieb und Sicherheit, dass die Anbindung und Arbeit mit CPU 24/7 HPC-Ressourcen im Prinzip wie bei einem eigenen zusätzlichen Unternehmensstandort vonstattengeht. DAS GEGENTEIL VON PUBLIC CLOUD SIND PRIVATE CLOUDS Wie garantiert CPU 24/7 seinen Kunden nun ein Höchstmaß an Sicherheit? CPU 24/7-Lösungen sind auf höchste Sicherheit und Performance, sowohl in technischer, betrieblicher als auch in vertraglicher Hinsicht ausgelegt. So verzichten wir beispielsweise komplett auf Virtualisierungen und distanzieren uns eben ausdrücklich von im Cloud-Nirwana liegenden Kunden- und Berechnungsdaten. Wir wissen genau, wo die Daten unserer Kunden liegen definitiv auf den ihnen exklusiv zugewiesenen physikalischen, Bare-Metal-Servern, an einem unserer Hochsicherheitsstandorte, wie Hamburg oder Berlin. Unsere HPC-Cluster sind auch in ISO zertifizierten, auditierungsfähigen Rechenzentren am IT-Standort Deutschland untergebracht Hosted in Germany. Je nach Standort der Rechenzentren entspricht die Ausstattung dem Level TIER 4, inklusive einer redundanten Infrastruktur, Zutrittskontrollen, Berechtigungskonzepten und Videoüberwachung. TIER 4 bietet das höchste Maß an Ausfallsicherheit bzw. Verfügbarkeit, Datensicherheit, Systemtechnik und Energieeffizienz, das Rechenzentren erreichen können. Viele unserer Kunden haben bereits eigene, interne IT-Sicherheitsprozesse etabliert und Anforderungskataloge definiert. Diesen passen wir uns gerne adaptiv an und setzen sie im Rahmen der technischen Möglichkeiten zeitnah um. Durch eine VPN-Verschlüsselung des Datenverkehrs kann eine hohe logische Sicherheit erreicht werden, Standleitungen sind ebenfalls eine valide Option. Firewall Appliances sorgen für den Schutz von außen. Für die Kommunikation nutzen wir stets authentifizierte und grundverschlüsselte Verbindungen und Protokolle. Zusätzlich erstellen wir individuelle Sicherheits- und Verfügbarkeitsvereinbarungen, sowie umfangreiche Geheimhaltungsvereinbarungen, Service Level Agreements oder eine System Security Policy, die klar regelt, wer welche Art von Zugriff auf die dedizierten Ressourcen hat. Des Weiteren befinden wir uns derzeit selbst aktiv im Zertifizierungsprozess nach ISO 27001, es gibt ein wöchentliches Security Board, auch ein Informationssicherheitsmanagementsystem inklusive Incident- und Change-Management, ist bereits etabliert. Die Liste könnte noch endlos fortgeführt werden kurzum, IT-Security-Awareness gehört definitiv zu unserer Unternehmenskultur, bei allem was wir tun. Alle unsere Mitarbeiter sind dahingehend intensiv geschult und sensibilisiert. Was bedeutet für CPU 24/7 Hosted in Germany? Die in Deutschland geltenden IT-Sicherheits-Standards sind sehr hoch. Neben den geltenden nationalen und europäischen Gesetzen, ist die IT-Security-Awareness hier- 18

19 SERVICE zulande sicherlich einzigartig. Das macht unseren Standort für unsere Kunden auch so attraktiv. Mit unserem Grundsatz Hosted in Germany gewährleisten wir höchste physische und technische Sicherheit, Verfügbarkeit sowie eine optimale Leistungs- und Auslastungsplanung ein Qualitätsmerkmal in puncto Sicherheit, Performance und Service gleichermaßen. Einziger Wermutstropfen: vergleicht man vor allem die hiesigen Betriebskosten für eine redundante Infrastruktur in den Rechenzentren mit anderen Ländern wie den USA oder Island, hat Security-made-in-Germany auch ihren Preis den Preis für die höchste physische und technische Sicherheit. Dessen muss man sich bewusst sein. Was unterscheidet die HPC On Demand-Lösung von CPU 24/7 im Vergleich zu anderen Wettbewerbern? Wie bereits gesagt, unsere Lösungen sind auf höchste Sicherheit und Verfügbarkeit ausgelegt. Zum einen bieten wir den absoluten Standortvorteil. Wir arbeiten nur mit renommierten und zertifizierten deutschen Rechenzentren zusammen, die mit einer entsprechend redundanten Infrastruktur und mehrstufigem Sicherheitskonzept ausgestattet sind. In technischer Hinsicht stellen wir unseren Kunden Rechenleistung ausschließlich auf dedizierten, voneinander getrennten HPC-Ressourcen bereit, es gibt keine globale Queue, keine Virtualisierung. Wir bringen die mehrjährige Expertise und das Know-how aus dem Ingenieursumfeld mit und haben seit Langem interne Sicherheits- und Analyseprozesse etabliert, und das über Zuliefererketten hinweg. Immer proaktiv statt reaktiv. Dennoch besitzen wir die Fähigkeit flexibel auf spezielle kundenseitige Sicherheits- und Verfügbarkeitsvereinbarungen einzugehen und diese sauber und effizient umzusetzen. Ein Gesamtpaket, das den höchsten Anforderungen an Verfügbarkeit, Vertraulichkeit und Integrität gerecht wird. 19

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