Auf den Punkt: Regelmäßiges An- und Ausfahren von GPU-Arbeitslasten erzeugt kontrollierbare Leistungsschwingungen im Kilohertz-Bereich, die Standard-Überwachungssysteme nicht erfassen und Stromnetze destabilisieren können.
Forscher der Zhejiang-Universität haben demonstriert, dass Cloud-Nutzer durch gezielte GPU-Auslastungsmuster die Stromversorgung von Rechenzentren destabilisieren können – ohne Exploits oder Schadsoftware. Das Verfahren birgt Risiken für kritische Infrastrukturen.
Drei Wissenschaftler der Zhejiang-Universität haben für die Konferenz CHES 2026 das Konzept Bit2Watt vorgestellt. Die Methode zeigt, wie reguläre Zugriffe auf Grafikprozessoren in Cloud-Infrastrukturen die Leistungsaufnahme eines Rechenzentrums in Schwingung versetzen können. Der Stromverbrauch von GPUs hängt direkt von der Auslastung der Rechenkerne ab; schnelle Wechsel zwischen Volllast und Leerlauf erzeugen damit kontrollierbare Leistungsschwankungen an der Steckdose. Administratorrechte, Exploits oder Schadsoftware sind für diesen Vorgang nicht erforderlich.
Die Forscher beschreiben zwei Implementierungen: SWMA, einen speziell entwickelten CUDA-Kernel für hochfrequente Schwankungen, sowie LTMA, das Leistungsschwingungen durch gezielte Hyperparameter-Anpassungen direkt in das Training großer Sprachmodelle einbettet. In Simulationen eines lokalen Stromnetzes mit 1.000 synchron betriebenen Grafikprozessoren stieg der Oberschwingungsgehalt auf 46,8 Prozent – deutlich über den Grenzwerten internationaler Standards. Bei der Modellierung eines Übertragungsnetzes führten die lokalen Störungen zu Kettenreaktionen und Lastabwürfen. Die Autoren merken jedoch an, dass eine exakte zeitliche Synchronisation tausender GPUs in produktiven Cloud-Umgebungen eine erhebliche technische Herausforderung darstellt.
Ein zentrales Problem liegt in der Überwachungslücke: Standard-Telemetriesysteme in Rechenzentren erfassen Leistungsdaten in Intervallen von mehreren Hundert Millisekunden bis zu einer Sekunde. Die erzeugten Schwingungen liegen im Kilohertz-Bereich und werden daher von herkömmlichen Messgeräten kaum registriert. Gleichzeitig dokumentieren die Forscher, dass die thermischen und elektrischen Rückwirkungen zum Auslösen von Schutzschaltern führen können. Zusätzlich lässt sich die Schwankung der elektromagnetischen Abstrahlung als verdeckter Kanal zur Datenübertragung im Nahfeld missbrauchen.
Zur Risikominderung empfehlen die Forscher mehrschichtige Maßnahmen: Batteriespeicher zur Pufferung kurzfristiger Lastschwankungen, Hochfrequenzfilter für Oberschwingungen sowie eine verbundene Überwachung von Rechenlast und Stromversorgung mit höherer Samplingrate. CISOs sollten ihre Stromverteilungs- und Überwachungssysteme daraufhin überprüfen, ob sie solche hochfrequenten Anomalien erkennen und reagieren können.
Quelle: www.it-daily.net · Erschienen 22. Juli 2026
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