KONWIHR Multicore-Software-Initiative

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Ziel der KONWIHR Multicore-Software-Initiative

Multi- und Many-Core Prozessoren haben sich nicht nur im Hoch- und Höchstleistungsrechnen etabliert, sondern dominieren bereits heute den Desktop-Markt. Der technologische Wandel von immer leistungsfähigeren Einzelprozessoren hin zu Vielkernprozessoren, deren serielle Leistung im besten Fall nur noch graduell zunimmt, hat damit Auswirkungen in alle Bereiche der numerischen Simulation. Nur die effiziente und möglichst parallele Nutzung von Prozessorkernen wird in Zukunft eine Leistungssteigerung für numerische Applikationen erlauben. Die vorliegende Initiative hat zum Ziel, Wissenschaftler bei der Anpassung ihrer numerischen Anwendungen an diesen Wandel zu unterstützen. Konkret soll die effiziente und breite Nutzung der verfügbaren Parallelrechner und Clustersysteme gefördert werden.

Typische Aufgabengebiete umfassen:

  • Analyse der Einzelprozessor-Performance
  • Analyse des Kommunikationsverhaltens
  • Optimierung und Parallelisierung von Simulationsprogrammen
  • Skalierung mit professionellen Werkzeugen
  • Optimierung und Parallelisierung von Simulationsprogrammen
  • Anpassung von Softwarepaketen an moderne Rechnersysteme und Compiler
  • Integration der Rechensysteme des LRZ und des RRZE in den Workflow einer Arbeitsgruppe
  • Verbesserung von Restart- und I/O-Fähigkeiten
  • Analyse der verwendeten Löser und Algorithmen und Test möglicher Alternativen

Zur Durchführung der genannten Arbeiten können Wissenschaftler oder Doktoranden an eines der beiden Rechenzentren für einen Zeitraum von bis zu zwei Monaten eingeladen werden. Dort erhalten sie einen persönlichen Ansprechpartner, der sie bei den Arbeiten unterstützt und berät. Die während des Aufenthalts am Rechenzentrum anfallenden Personalkosten für den Wissenschaftler oder Doktoranden trägt das KONWIHR-II bis zur Höhe der DFG-Personaldurchschnittssätze. Für Antragsteller außerhalb der Standorte Erlangen und München/Garching kann ein Zuschuss zu den Reise- und Aufenthaltskosten gewährt werden. Diese Initiative wendet sich an Forschergruppen und Wissenschaftler an bayerischen Universitäten und Fachhochschulen.

Im Rahmen von KONWIHR-III können auch Mittel für bis zu 12 Monate beantragt werden, wobei der geförderte Mitarbeiter dann mindestens die Hälfte der Zeit an einen der beiden Rechenzentren vor Ort sein soll.

Projekte aus der Förderperiode 2009-2011

Primäre Zielarchitekturen für diese Arbeiten sind die Arbeitspferde der beiden beteiligten Rechenzentren: Der Bundeshöchstleistungsrechner am LRZ vom Typ SGI Altix4700, die umfangreichen Linux-Cluster am LRZ und am RRZE in Erlangen sowie der Windows-Compute-Server-Cluster am RRZE. Bei Bedarf kann auch der Einsatz alternativer Systeme wie NEC-Vektorrechner (HLRS Stuttgart) oder IBM BlueGene (JSC Jülich und MPG Garching) und IBM Power6 (MPG Garching) evaluiert werden.

Projekte aus der Förderperiode 2012-2014

Primäre Zielarchitekturen für diese Arbeiten sind die Arbeitspferde der beiden beteiligten Rechenzentren: Der Petascale-Rechner SuperMUC am LRZ, die umfangreichen Linux-Cluster am LRZ und am RRZE in Erlangen sowie der Windows-Compute-Server-Cluster am RRZE. Bei Bedarf kann auch der Einsatz alternativer massiv-paralleler Systeme die Cray XE6 (HLRS Stuttgart) oder IBM BlueGene (JSC Jülich und MPG Garching) und IBM Power (MPG Garching) evaluiert werden.

Bewilligte Nord-Projekte aus dem Jahr 2014

  • Hydrodynamics of granular gases (LS Multiscale Simulation of Particulate Systems, FAU)
  • Drying of nanoparticulate layers (LS Multiscale Simulation of Particulate Systems, FAU)
  • (page in english) UTBEST3D (LS Angewandte Mathematik, FAU)
  • OptiLBM2D (Professur für Katalytische Reaktoren und Prozesstechnik, FAU)
  • Lattice-Boltzmann-Löser für 3D-Topologieoptimierung (Professur für Mathematische Optimierung, FAU)
  • Amorph3D (LS Werkstoffsimulation, FAU)
  • (page in english) Performance-Optimierung eines iterativen Maxwell-Lösers (Professur für Informatik (Numerische Simulation mit Höchstleistungsrechnern), FAU)
  • Lattice-Boltzmann-Berechnungen zur Instabilität (LS Informatik 10 (Systemsimulation), FAU)

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