Vast schlägt Lustre Supercomputing-Infrastruktur für sensible Daten

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Das nationale Hochleistungs-Rechenzentrum CSCS (Centro Svizzero di Calcolo Scientifico/Swiss National Supercomputing Centre), Teil der ETH Zürich, hat auf der „Cray User Group (CUG) Konferenz 2026“ in Nizza, Studien präsentiert, die sich mit sicherer und hochperformanter Infrastruktur im KI-Umfeld befassen.

Konkret geht es um zwei Forschungspapiere zur Weiterentwicklung einer vertrauenswürdigen, hochperformanten Infrastruktur für moderne KI- und HPC-Workloads auf Basis von Vast Data Technologie. Da computergestützte wissenschaftliche Berechnungen immer datenintensiver werden und KI in sensible Bereiche wie zum Beispiel das Gesundheitswesen vordringt, benötigen nationale Forschungszentren Infrastrukturen, die regulierte Daten schützen, sicheren gemeinsamen Zugriff unterstützen, neue I/O-Muster bedienen und zugleich die Leistung liefern können, die von Systemen im Supercomputing-Maßstab erwartet wird.

Das Forschungsprojekt „Architectural Isolation for Sensitive Workloads: Enabling Trusted Research Environments on HPE Cray EX Systems“ unterstreicht diese Bedeutung. Das CSCS-Projekt „Evaluating the Operational Viability of Vast Data as a Scratch File System for Alps“ unterstützt die Ergebnisse. Es geht konkret um den Einsatz von Vast-Infrastruktur für HPC- und KI-Workloads auf „Alps“, dem HPE-Cray-EX-Supercomputer von CSCS.

Nach Einschätzung der Beteiligten sind die Ergebnisse von großer Bedeutung für HPC-Zentren, die prüfen, wie sie zunehmend gemischte Workloads aus Simulation, KI-Training, Datenanalyse und regulierter Forschung unterstützen können.

Die drei Säulen

Grundlage des ersten Projekts ist die so genannte TRE-Architektur von CSCS. Sie basiert auf drei Säulen der Isolation:

• 1. Netzwerkabschottung über „HPE Slingshot“,

• 2. Speicher-Verschlüsselungsfunktionen über die „Vast Data Platform“ sowie

• 3. einen Circuit-Breaker-Mechanismus.

Trusted Research Environments (TRE) sind hochsichere Daten- und Rechenumgebungen, die es autorisierten Forschenden ermöglichen, auf sensible Daten zuzugreifen und diese zu analysieren, ohne dass die Daten die kontrollierte Umgebung verlassen. Da KI den Bedarf an Rechenleistung im großen Maßstab erhöht, entwickelt CSCS eine Architektur, die es ermöglicht, sensible Workloads auf Supercomputing-Infrastruktur auszuführen und dabei Sicherheit, Compliance und eine Leistung auf nahezu nativem Niveau zu gewährleisten.

Die vorgestellte Arbeit umfasst einen Proof of Concept mit dem Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) und der „Choris“-Plattform, die CHUV für sichere Datenanalyse und sicheren Datenzugang nutzt. Im Mittelpunkt steht das Training eines EEG-Foundation-Modells zur Unterstützung der Forschung in den Bereichen Epilepsiechirurgie, SUDEP-Risikovorhersage und Dekodierung von Hirnsignalen.

Validierung von Vast Data als Scratch Storage für HPC und KI

Für den zweiten CUG-Beitrag hat CSCS Vast Data als 'Scratch Storage' für Alps evaluiert und getestet, ob die Plattform die kombinierten Enterprise- und HPC-Anforderungen moderner Supercomputing-Umgebungen erfüllen kann, darunter Verschlüsselung, Multi-Tenancy, QoS, Netzwerkisolation, HPE-Slingshot-Kompatibilität sowie Performance für KI- und HPC-Workloads.

Das Institut hat ein VAST-System ausgewählt, um zu bewerten, ob sich die von aktiven Jobs genutzte Hochdurchsatz-Speicherschicht mit den Enterprise-Funktionen kombinieren lässt, die für sensible, gemeinsam genutzte Forschungsumgebungen erforderlich sind. In den Abnahmetests hat der Hersteller der Speichersoftware die von CSCS geforderten Performance-Ziele bei aktivierter Multi-Tenancy und Verschlüsselung, unter Verwendung nativen Multi-Protokoll-Zugriffs über Standardprotokolle, direktem Zugriff auf das HPE-Cray-Slingshot-Fabric und ohne Gateway-Schicht erfüllen können.

Auch die anwendungsorientierte Tests haben zeigen können, dass Vast im Vergleich zu „Lustre“-basierten Umgebungen stärker abschnitt; CSCS ist zu dem Schluss gekommen, dass „VAST Data als verschlüsselter Scratch-Speicher für HPC/KI genutzt werden kann.

Hinweis: Vast präsentiert sein KI-Betriebssystem für KI- und HPC-Infrastrukturen auf der „ISC High Performance 2026“ präsentieren (Stand G05), die vom 23. bis 25. Juni in Hamburg stattfindet.

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