Digitalisierung vorantreiben: Mit optimierten Workloads schneller und kostengünstiger arbeiten

Viele Unternehmen haben mit einem Mangel an IT-Fachkräften zu kämpfen.


Foto: QCT

Die digitale Transformation bringt Unternehmen Vorteile. Das bestätigt eine Studie des Digitalverbands Bitkom von 2022. Rund 61 Prozent der befragten Firmen in Deutschland gaben an, dass sie durch die Digitalisierung ihre Wettbewerbsfähigkeit verbessern konnten. An die 69 Prozent sind der Überzeugung, dass digitale Geschäftsmodelle künftig entscheidend für den wirtschaftlichen Erfolg sein werden.

Ein Schlüsselelement einer erfolgreichen Digitalisierungsstrategie ist, dass Unternehmen in der Lage sind, große Datenmengen zu bearbeiten und zu analysieren. Dies eröffnet ihnen neue Wege zur Wertschöpfung, zur Erzielung von Einnahmen und zur Verbesserung der Effizienz. Beispiele von entsprechenden Anwendungen in der Industrie sind selbstfahrende Autos, die vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) und die Qualitätskontrolle mithilfe von KI-gestützten Bildverarbeitungssystemen.

Für die Optimierung von Workloads auf konvergenten HPC-/KI-Systemen hat QCT eine umfassende Methode entwickelt. Ein Bestandteil ist eine umfassende Analyse der Anforderungen der Anwender und der Workloads, die sie nutzen.


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Vergleichbare Optionen, durch Digitalisierung und Datenanalysen ihre Geschäftstätigkeit zu optimieren und neue Einnahmen zu erschließen, haben also auch Unternehmen in anderen Branchen. Dazu zählen Pharma-Unternehmen, die neue Medikamente entwickeln und Finanzspezialisten, die präzisere Prognosen über die Entwicklung von Aktien- und Finanzmärkten benötigen. Ein weiterer Bereich ist die Klimaforschung. Sie wertet Daten aus, um die Effekte des Klimawandels zu untersuchen und präzise Wettervorhersagen für Bürger und Unternehmen zu erstellen.

Mittlerweile sind Lösungen verfügbar, mit denen Unternehmen Anwendungen einsetzen können, die eine hohe Rechenleistung benötigen und Technologien wie künstliche Intelligenz und Machine Learning nutzen. Dazu zählen konvergente (Converged) HPC- und KI-Systeme. Doch für Unternehmen ist es eine Herausforderung, diese Systeme in optimaler Weise zu nutzen.

Hinzu kommt, dass viele Unternehmen mit einem Mangel an IT-Fachkräften zu kämpfen haben. So blieben nach Angaben von Bitkom im Jahr 2021 in Deutschland rund 100.000 Stellen im IT-Bereich unbesetzt. Die vorhandenen IT-Fachkräfte in Firmen sind daher häufig bereits mit anderen Projekten ausgelastetund haben keine Kapazitäten für die Analyse von Anwendungen und deren Zusammenarbeit mit der IT-Infrastruktur.

Eine Folge ist, dass konvergente HPC-/KI-Systeme und die darauf implementierten Workloads nicht optimal zusammenarbeiten. Das wirkt sich negativ auf die Performance von Anwendungen aus – und letztlich auch auf die Betriebskosten. Erforderlich ist ein Ansatz, der Workloads dabei unterstützt, die Infrastrukturkomponenten von Converged HPC- und KI-Systemen auf bestmögliche Weise zu nutzen, also die Hard- und Software und die Betriebssysteme.

Beim Tuning-Prozess von Workloads berücksichtigen die Fachleute von QCT mehrere Faktoren.


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Hier setzen die Services von Quanta Cloud Technology (QCT) an. So hat QCT beispielsweise eine Methode für die Optimierung von Workloads entwickelt. Mit diesem Best-Practice-Service unterstützt QCT Anwender dabei, das Potenzial ihrer IT-Infrastruktur auszuschöpfen und die Gesamtbetriebskosten (TCO) zu reduzieren.

Die Optimierung von Workloads beschränkt sich jedoch nicht auf den Einsatz von Tools wie gProfiler. Im ersten Schritt ermitteln Fachleute von QCT, welche zentralen Anwendungen und Daten vorhanden sind, und auf welche Weise diese von bestimmten IT-Infrastrukturkomponenten abhängig sind.

Auf Grundlage dieser Informationen werden die IT-Ressourcen gegebenenfalls neu zugewiesen oder ein neues HPC-/KI-Cluster eingerichtet. Im Rahmen eines Baselining prüfen Experten von QCT zudem, welche Performance eine Anwendung vor der Optimierung aufweist, und welche Ziele ein Unternehmen mit der Workload-Optimierung erreichen will. Im Anschluss erfolgt die Analyse des Verhaltens eines Workloads mithilfe von gProfiler.

Das heißt, QCT greift auf einen ganzheitlichen Ansatz zurück, inklusive Consulting- und Beratungsleistungen. Die Grundlage bildet eine fundierte Analyse der Anforderungen des Nutzers und der Workloads, der Daten und der vorhandenen IT-Umgebung.

Die Methode von QCT löst ein Problem, das sich vielen IT- und Softwarespezialisten stellt: Sie mussten sich bislang allein auf ihre Erfahrung verlassen, um ein Feintuning von Workloads nach der Trial-and-Error-Methode durchzuführen. Das nimmt viel Zeit in Anspruch. Denn die Fachleute müssen den Prozess mehrfach wiederholen, wenn sie auf Basis der Testergebnisse eine Änderung an einem Element der IT-Umgebung und der Workloads vorgenommen haben. Die Folge ist, dass Entwickler nicht in der Lage sind, die Infrastruktur schnell genug anzupassen. Somit verzögert sich der Optimierungsprozess.

Mithilfe von Tools wie Intel gProfiler ermitteln Fachleute von QCT, welche IT-Ressourcen einzelne Workloads und deren Komponenten nutzen. Die Ergebnisse stellt das Tool als Flammengrafik oder in weiteren Formen dar.


Foto: QCT/Intel

Eine Lösung ist ein Production Profiling mit Werkzeugen wie gProfiler. Diese Methode ermöglicht es, die Performance von Workloads zu analysieren, um Engpässe und Optimierungsmöglichkeiten zu identifizieren. So ermittelt das Tool, ob ineffiziente Hotspots im Softwarecode vorhanden sind, die wichtige Ressourcen verschlingen. Die Ausführungssequenzen von Anwendungen und die Ressourcennutzung lassen sich bis hinab auf die Ebene von Codezeilen visualisieren. Dadurch wiederum ist es möglich, den gesamten Prozess der Workload-Optimierung erheblich zu beschleunigen.

Im ersten Schritt ermittelt QCT, welche spezifischen Merkmale ein Workload aufweist. Dies erfolgt mithilfe von Tools wie Intel gProfiler. Dadurch verkürzt sich der Profiling-Vorgang in erheblichem Maß. Bei dieser Analyse werden Faktoren berücksichtigt wie Nutzungsmuster, Datenströme sowie die Auslastung von CPU, Arbeitsspeicher sowie Netzwerk- und Storage-Ressourcen.

Sobald die Experten von QCT ermittelt haben, welche Faktoren sich negativ auf die Performance einer Anwendung auswirken, erstellen sie einen Plan für die Optimierung. Die Grundlage dafür bilden die Informationen im Profiling-Report. Auf diese Weise lässt sich die gesamte Infrastruktur so anpassen, dass ein Workload die optimale Performance bietet.

Die Resultate lassen sich in unterschiedlichen Ansichten darstellen, etwa als Flammengrafik, Tabelle oder in Form einer gewichteten Darstellung von Daten. Diese Analysen geben Aufschluss darüber, welche IT-Ressourcen bestimmte Workloads beanspruchen, in welchen Bereichen Engpässe vorhanden sind, und warum ein Workload zu geringe Performance-Werte aufweist.

QCT nutzt diese Informationen, um “Leistungsbremsen” in Anwendungen und dem dazugehörigen Converged HPC-/KI-Cluster zu identifizieren. Anschließend erarbeiten Fachleute von QCT Vorschläge für ein Feintuning der Workloads und der IT-Umgebung.

Diese Optimierungen wirken sich positiv auf die Betriebskosten aus, weil Workloads und IT-Infrastruktur nun reibungslos zusammenarbeiten. Softwareentwickler, DevOps-Fachleute und IT-Teams müssen zudem nicht mehr auf einen zeitaufwendigen Trial-and-Error-Ansatz zurückgreifen, um Anwendungen zu optimieren. Dies spart Zeit und ermöglicht es, wichtigere Aufgaben zu übernehmen. Auf Wunsch stellt QCT für solche Optimierungsmaßnahmen vorkompilierte und konfigurierte Workload-Packages zur Verfügung.

Von einer Workload-Optimierung durch QCT profitieren Unternehmen in Form von Kosteneinsparungen und einer Entlastung der IT-Abteilung bei der Umsetzung der digitalen Transformation. Solche Vorteile sind wichtig, um die Agilität und Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen, vor allem vor dem Hintergrund der aktuellen wirtschaftlichen Lage.

Hier mehr erfahren

https://www.cio.de/a/mit-optimierten-workloads-schneller-und-kostenguenstiger-arbeiten,3613130

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