Energieeffizienz und Nachhaltigkeit von Supercomputern

Energieeffizienz und Nachhaltigkeit sind Forderungen, die zu Markenzeichen von Europa im Zeichen von Green Deal (EU) und SDGs (UN) werden sollten. Zunächst wird die Strategie eines mittelständischen deutschen Unternehmens vorgestellt. In Zeiten kriegerischer Konflikte ergeben sich neue Forderungen, die am Beispiel der Ukraine betrachtet werden:

Axel Auweter, MEGWARE GmbH:

„Energieoptimierung und Kühlstrategien im HPC-Betrieb“

Die MEGWARE Computer Vertrieb und Service GmbH hat sich in ihrer über 35-jährigen Firmengeschichte als einer der europaweit führenden Supercomputing-Spezialisten etabliert. MEGWARE entwickelt, konzipiert, produziert und vermarktet Supercomputer der neuesten Generation, von denen sich zahlreiche in der TOP 500-Liste der leistungsfähigsten HPC-Systeme der Welt wiederfinden.

Unternehmen & Marktposition

• MEGWARE GmbH (seit 35 Jahren) ist ein HPC-Systemanbieter und gehört zu den Top 10 der Großrechner-Anlagenbauer.
• Positionierung als SME: Gesundes Wachstum, Anschluss an das bestehende Technologiesystem sowie die Entwicklung eigener Lösungen zeichnen die Positionierung der MEGWARE GmbH als SME aus.

Technologische Kompetenzen

• Seit über 15 Jahren verfügt die Firma über Erfahrung mit Wasserkühlung, passend zu den hohen Anforderungen an KI-Training.
• Zentral ist die Entwicklung eigener Server- und Modul-Rechenzentrums-Konzepte mit z. B. Schnellen Aufbauzeiten von Kühlmodulen innerhalb einer Woche.
• Die Firma verfügt über interdisziplinäre Kompetenzen in den Bereichen IT, Elektro, Sanitär sowie HPC-Softwareunterstützung.

Lieferketten & Produktion

• Multinationale Zulieferung mit Komponenten aus China, Taiwan und Deutschland liegt vor.
• Eigene Elektronikbaugruppen werden entworfen und produziert, Netzwerkkarten werden zugekauft.
• Allerdings ist Second Sourcing für ein KMU wie die MEGWARE GmbH kaum abbildbar. Lieferanten-Audits nach EU-Regeln sind schwierig umzusetzen.

Herausforderungen & Trends

• Die Schnelllebigkeit des Marktes und die neuen Anforderungen durch den KI-Hype stellen für die Firma eine große Herausforderung dar.
• Eine enge Zusammenarbeit mit Partnern (z. B. bei Kälteanlagen) ist erforderlich.
• Die teilweise Fertigung von Komponenten ist zwar lokal möglich, aber komplexe Platinenkomponenten bleiben kritisch

Diskussion – Lieferketten & Second Sourcing im HPC-Bereich

• Es besteht eine globale Abhängigkeit, da viele Komponenten weiterhin aus internationalen Lieferketten stammen. Das vorhandene Know-how ist bereits in der Firma verankert.
• Second Sourcing ist für ein KMU praktisch nicht umsetzbar: Es gibt zu viele verschiedene Komponenten, die einzeln geprüft oder selbst entwickelt werden müssten.
• Der Aufbau eines vollständig lokalen Ökosystems ist derzeit schwierig, da zentrale Designarbeiten (z. B. für Dell, Novum) in Taiwan entstehen.
• In Europa werden, anders als in den USA, bisher immer noch viele Komponenten global beschafft. Kern-Designs konzentrieren sich in Taiwan.

Iuliia Yamnenko, MPI Quantenoptik:

„Großrechner und KI in Konfliktzeiten: Resilienz, Potenziale und Partnerschaften am Beispiel der Ukraine“

Die Ukraine entwickelt sich trotz der anhaltenden russischen Invasion zu einem bemerkenswerten Zentrum für künstliche Intelligenz (KI) und High-Performance Computing (HPC), wobei der Fokus stark auf Verteidigungstechnologie (DefenseTech), Sicherheit und der Integration in europäische Strukturen liegt. Zu den aktuellen Entwicklungen zählen (Stand 2025/2026):

1. Strategie und KI-Entwicklung

• Die Ukraine strebt bis 2030 eine Position unter den drei führenden Ländern bei der KI-Entwicklung und -Integration im öffentlichen Sektor an.
• Dazu hat die Ukraine den EU-AI-Act übernommen und nimmt an Treffen der European Artificial Intelligence Boards teil, um die KI-Standards an die EU-Standards anzupassen.
• Der staatlich geförderte Verteidigungscluster Brave1 ist zentral für die Entwicklung von KI-Lösungen im Militärbereich und arbeitet eng mit internationalen Partnern wie Palantir zusammen.

2. KI im Verteidigungs- und Sicherheitssektor (DefenseTech)

• KI wird intensiv für die Verarbeitung von Drohnendaten (FPV-Drohnen), die Zielerkennung und die Schwarmintelligenz eingesetzt.
• Systeme wie „Griselda“ verarbeiten riesige Datenmengen aus Drohnen- und Satellitenaufnahmen in Sekunden, um feindliche Stellungen zu identifizieren.
• Im Rahmen der Palantir-Partnerschaft werden sensible Militärdaten zum Training von KI-Modellen genutzt, um die Analyse des Gefechtsfelds zu verbessern.

3. HPC und Infrastruktur-Investitionen

• Führende ukrainische Cloud-Anbieter investieren über 150 Millionen Hryvnia (ca. 3,75 Mio. USD) in modernste Hardware, darunter NVIDIA H200 Tensor Core GPUs, um leistungsfähige KI-Modelle (LLMs) lokal trainieren zu können.
• Die Ukraine beteiligt sich aktiv an EuroHPC-Projekten (European High Performance Computing Joint Undertaking) und arbeitet an der Integration in europäische AI-Factories.
• KI wird verstärkt zum Schutz kritischer Infrastrukturen vor Cyberangriffen eingesetzt.

4. Anwendungsbereiche außerhalb des Militärs

• In GovTech wird KI zur Beschleunigung von Verwaltungsprozessen und zur Übersetzung von Rechtsakten im Zuge des EU-Beitritts eingesetzt.
• Startups nutzen KI zur Optimierung von Energienetzen und zum Umweltmonitoring.
   

Die Infrastruktur muss vor physischen Angriffen geschützt werden:

Es besteht ein hoher Bedarf an spezialisierten Fachkräften, um die ambitionierten Ziele trotz des Krieges zu erreichen. Die KI-Transformation in der Ukraine erfordert

• exponentielles Wachstum digitaler Daten in Mathematik, Physik, Chemie, Biologie
• Energieaufwand von KI als zentrale Herausforderung
• Konzentration globaler KI-Ressourcen: USA (~300 Mrd. USD), China (~200–250 Mrd. USD), EU (~100–120 Mrd. USD).
• Variation nationaler Prioritäten: Indien (Landwirtschaft), EU (ethisch & vertrauenswürdig), USA (Verteidigungstechnologien).
• Ein Fallbeispiel ist Israel, das als kleine Nation, große Wirkung in Cybersicherheit, Verteidigung und KI-Start-ups 
  (z. B. Übernahmen durch Google, ServiceNow) erzielt.
• Demgegenüber ist in der Ukraine
  • Der Anteil an globalem HPC/AI-Ökosystem gering 
    (0,5 % vs. 30–40 % USA/China).
  • Die Anzahl von IT-Spezialisten ist relativ hoch pro Mio. Einwohner.
  • Eine einzigartige Datenressource durch Kriegszeit & digitale Transformation: Human Capital, Verteidigungsdaten, Social Media, Militärmedizin, Informationssicherheit.
• Fazit: Ukraine kann nicht primär über Rechenleistung konkurrieren, aber durch Daten & Expertise in Kombination mit globaler Infrastruktur einen wertvollen Beitrag zur Zukunft von KI und HPC leisten.

Diskussion – IT-Lernen & Abhängigkeiten in der Ukraine

• Basis der IT-Kultur:
  • Universitäten integrieren alle relevanten IT-Komponenten in ihre Curricula.
  • Kriegsbedingungen haben die Entwicklung beschleunigt, insbesondere durch Priorität auf militärische Anwendungen.
  • Hohe Vielfalt an Spezifikationen (z. B. Drohnen) fördert Anpassungsfähigkeit und Lernkurven.
• Abhängigkeit von externen Systemen:
  • Problematische Abhängigkeit von Elon-Musk-Systemen (vermutlich Starlink) wurde größtenteils gelöst, teils durch Abschaltung des Systems.
• Offene Fragen:
  • Welche weiteren Maßnahmen oder Ressourcen sind nötig, um IT-Resilienz und Autarkie weiter zu stärken?