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Lebenswissenschaft und Bioinformatik sind auf einen effizienten Zugang zu Rechenressourcen angewiesen. Um Forschern in diesem Bereich die Arbeit zu erleichtern, bietet die GWDG eine Reihe von gehosteten Diensten, Lizenzservern, und Rechenclustern an, sowie Support und Software.
Galaxy ist eine Workflow-basierte Open-Source-Plattform, die in erster Linie für die Genomanalyse, aber auch für die allgemeinere datenintensive biomedizinische Forschung konzipiert ist. Die Plattform bietet die Möglichkeit, Workflows einzurichten und mit Histories zu arbeiten, wodurch Ihre Daten übersichtlich bleiben und Ihre Forschungsergebnisse reproduzierbar sind. Workflows, Histories und Daten können zudem intern und sogar über verschiedene Galaxy-Instanzen hinweg geteilt werden, was eine kollaborative Forschung ermöglicht.
Unsere gehostete Version bietet die Möglichkeit alle benötigten Tools aus einem der zentralen Galaxy-Repositorys zu installieren oder selbst zu entwickeln, und große persönliche Speicherkapazität. Die Plattform steht allen Nutzern mit einem vollständigen GWDG-Konto offen.
Der Jupyter-HPC Hub bietet Zugriff auf zahlreiche Dienste, darunter einen Jupyter-Notebook-Server (für interaktiven Python-Code). Der Hub läuft direkt in den interaktiven Partitionen unserer HPC-Cluster, die umfangreiche Hardware-Ressourcen (einschließlich GPUs) bereitstellen, und ermöglicht Ihnen den Zugriff auf Ihre Daten, sofern Sie bereits Teil eines Rechenprojekts sind. Weitere Informationen finden Sie in der Dokumentation. Benutzerdefinierte Container können auf dem Dienst ausgeführt werden; folgende Dienste stehen bereits zur Verfügung:
RStudio ist eine IDE (Integrierte Entwicklungsumgebung) für die Programmiersprache R. Mit diesem Dienst ist es möglich, Skripte interaktiv zu entwickeln und zu programmieren, wobei zahlreiche IDE-Funktionen zur Verfügung stehen.
Für Anwendungen, die ausschließlich oder überwiegend im grafischen Modus arbeiten, besteht die Möglichkeit, sie unter Verwendung von Linux-basierten Desktop-Umgebungen auszuführen. Diese laufen direkt in Ihrem Browser und haben wie die anderen Jupyter-Dienste Zugriff auf Cluster-Ressourcen und Projektdaten.
RShiny ist ein Framework zur Entwicklung interaktiver Web-Applets in der Programmiersprache R. Diese interaktiven Webseiten sind eine ideale Ergänzung zu Publikationen in einer zunehmend multimedialen Welt. Der Server bietet die Möglichkeit, Ihre App kostenlos bei uns zu hosten.
Wenn Sie Ihre App bei uns hosten möchten, setzen Sie sich bitte mit uns in Verbindung. Derzeit werden Apps manuell von einem Administrator eingerichtet. Idealerweise sollte Ihre App bereits unter Versionskontrolle stehen, wie beispielsweise mittels GitLab (GitLab-Instanz der GWDG) oder GitHub, was das Teilen von Shiny Code erleichtert.
Je nach Einrichtung, haben Sie Zugriff auf verschiedene Rechencluster, die von der GWDG verwaltet werden und sich hinsichtlich ihrer Anforderungen und der verfügbaren Hardware unterscheiden. Rechencluster bieten Zugriff auf umfangreiche CPU- und GPU-Ressourcen sowie auf Speicher und RAM (je nach System bis 1+ TB), die durch die Übermittlung von Batch-Jobs an einen Scheduler verwaltet werden. Nutzer der MPG und der Universität Göttingen/UMG können den Scientific Compute Cluster (SCC) nutzen. MPG-Gruppen können die neue MPG GPU Cloud nutzen. Forschungsgruppen aller Universitäten können ein Projekt auf dem NHR cluster beantragen. Schließlich steht das KISSKI AI Service Center AI Service Center allen offen, wobei der Schwerpunkt auf KI/ML-Training und -Inferenz liegt. Unsere GWDG Academy bietet regelmäßig Kurse zum Thema Cluster-Computing im Allgemeinen und zu bioinformatischen Aufgaben im Besonderen an.
Für Gruppen mit hohem Rechenbedarf, die eigene dedizierte Hardware und Rechenknoten benötigen, bieten wir Housing- und Hosting-Dienste an.
Da Machine-Learning- und KI-Modelle immer beliebter werden, wird der Zugriff auf GPUs sowohl für das Training als auch für die Inferenz im Forschungsalltag immer wichtiger. Die meisten der hier genannten Rechencluster bieten Zugriff auf GPUs. Wir empfehlen, zunächst die im Scientific Compute Cluster verfügbaren GPUs zu testen und bei Bedarf Rechenkapazitäten mit den Ressourcen des NHR-Clusters oder des KISSKI AI Service Centers zu erweitern.
Wenn Sie Ihre eigene Website oder einen einfachen Dienst hosten möchten, bieten wir Ihnen Zugriff auf virtuelle Maschinen in der Cloud (einfacher zu bedienen) und auf ESX (leistungsstärker).
In unserer GWDG Academy bieten wir regelmäßig Kurse zu technischen Themen an. Dazu gehören wiederkehrende Einsteigerkurse wie die Einführung in die Arbeit mit unseren Rechenclustern sowie fortgeschrittene, spezifische Themen aus den Bereichen Lebenswissenschaft und Bioinformatik. Aktuelle angebotene Themen sind unter anderem:
Kurse können auf Anfrage auch individuell angeboten werden, sofern eine Mindestteilnehmerzahl garantiert werden kann.
In der biologischen Forschung werden häufig Daten verarbeitet, die aufgrund von Datenschutzbestimmungen für medizinische und personenbezogene Daten oder aufgrund von geschützten Informationen, ein erhöhtes Sicherheitsniveau erfordern. Zu diesem Zweck bieten wir den Secure-HPC Dienst an, der Rechenleistung und Verschlüsselung kombiniert, um sicherzustellen, dass Ihre Daten sowohl während der Übertragung zum Rechenserver als auch während der Verarbeitung in den Rechenknoten sicher bleiben.
Wir stellen die gängigen Genomik- und Alignment-Tools wie bwa und bowtie bereit, aber auch fortschrittliche, auf maschinellem Lernen basierende Inferenz-Tools wie evo2. Zudem bieten wir Zugriff auf Genomdatenbanken auf dem Cluster, sodass Sie diese großen Datensätze nicht herunterladen müssen. Weitere Tools können auf Anfrage bereitgestellt werden.
In den letzten Jahren hat der Bereich der Proteinforschung und des Proteindesigns große Erfolge mit Tools des maschinellen Lernens verzeichnet, beispielsweise mit Alphafold. Wir bieten Zugriff auf verschiedene Programme zur Proteinfaltung auf dem Cluster und arbeiten daran, dieses Angebot zu einem umfassenden Zentrum für Proteinfaltung und -design auszubauen. Über die Protein-AI Plattform bieten wir zudem Zugriff auf die Faltungsalgorithmen von Alphafold-2 und Boltz im-Browser. Einführungskurse zu diesem Thema werden über unsere GWDG-Academy angeboten.
Die Forschung in den Lebenswissenschaften erfordert oft komplexe und wiederholende Workflows zur Datenverarbeitung. Workflow-Tools bieten die Möglichkeit, solche Workflows in einem Skript zu implementieren, wodurch sie konsistent, organisiert, wiederholbar und gemeinsam benutzbar werden. Auf dem Cluster bieten wir Snakemake und Nextflow an und können bei deren Nutzung Unterstützung leisten. Außerdem bieten wir regelmäßig einen Einführungskurs zu Snakemake an.
Wir stellen zahlreiche Open-Source- oder kostenlose ab-initio (Quantum Espresso, CP2K, CPMD und weitere) sowie klassische (LAMMPS, GROMACS, NAMD) Molekularsimulationspakete zur Verfügung. Für lizenzierte Programme wie VASP können wir in der Regel Zugriff auf clusteroptimierten Code gewähren, sofern Sie bereits über eine eigene Lizenz verfügen. Für andere Programme, wie beispielsweise Turbomole in NHR, bieten wir Zugriff auf Basis unserer eigenen Lizenz an.
Moderne Mikroskopie-Workflows erzeugen große Datenmengen, die gespeichert und mit einer Vielzahl von Methoden nachbearbeitet werden müssen. Unsere Rechendienste bieten reichlich Speicherplatz sowie die Rechenleistung (einschließlich GPUs), um diese Ergebnisse zu analysieren. Als konkrete Beispiele stellen wir den Zugriff auf Tools wie Relion sowie Beispiel-Container für napari und noise2void bereit.
Neuromorphisches Rechnen ist ein Rechenparadigma, das auf dem Verhalten biologischer Neuronennetzwerke basiert. Es kann für eine Vielzahl von Problemstellungen eingesetzt werden, darunter die Simulation von komplexen Netzwerken realistischer Neuronen (theoretische Neurowissenschaften), allgemeine Netzwerksimulationen, verschiedene graphbasierte Optimierungsprobleme, Verarbeitung von Live-Signalen sowie Regelkreise. Wir betreiben vier Boards der neuromorphischen Rechenarchitektur SpiNNaker-2, die zusammen bis zu Hunderttausende von Neuronen simulieren können. Derzeit untersuchen wir verschiedene Simulationen mit diesen Boards. Forschern kann auf Anfrage ebenfalls Zugang zur Nutzung der Boards gewährt werden.
Wir bieten Zugriff auf die Statistikpakete SAS, SPSS und Stata. SAS und SPSS sind als kostenpflichtige Lizenzen verfügbar, während den Nutzern des Scientific Compute Cluster ein dauerhaftes Stata-Modul zur Verfügung steht. Weitere Informationen finden Sie in der Dokumentation. Wenn Sie eine dieser Lizenzen erwerben möchten, wenden Sie sich bitte an unser Lizenzteam.
Die GWDG stellt außerdem mehrere Lizenzserver zur Validierung von Programmen bereit, für die eine Lizenz erforderlich ist. Wir können Benutzern bei der Einrichtung solcher Server helfen, wenn Sie lizenzierte Software erwerben. Bitte reichen Sie dazu ein Support-Ticket ein.
Wenn Sie Software benötigen, die derzeit auf keinem der Rechencluster verfügbar ist, können Sie neue Installationen beantragen. Wir bieten aber auch verschiedene Möglichkeiten, Programme selbst zu installieren. Weitere Informationen hierzu finden Sie in unserer HPC-Dokumentation.
Bitte melden Sie sich bei uns, wenn Sie Fragen, Anmerkungen oder Vorschläge haben. Besonders willkommen sind Vorschläge für neue Dienste, Lizenzen, langfristige Software- oder HPC-Projekte, die wir gemeinsam entwickeln könnten, sowie Tutorials zu den derzeit angebotenen Diensten.
