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Programmiermethoden und -techniken für Hochleistungsrechner

Durch verstärkte Anstrengungen in allen Forschungsbereichen, wirksame Förderprogramme von BMBF und EU und durch die tatkräftige Unterstützung von Hard/Software-Herstellern sind in den letzten Jahren vermehrt erfolgreiche Portierungen von sequentiellen Anwendungen auf Parallelrechner auf der Basis von Message Passing vorgenommen worden. Wenngleich die Skalierungsergebnisse der portierten Codes in vielen Fällen noch unbefriedigend sind, hat sich das Konzept des Message Passing als das Programmierparadigma bewährt, welches zumindest für die nähere Zukunft als wichtigste Methode geeignet erscheint, um portablen und skalierbaren Code zu erhalten.

Ein strategischer Beitrag war die Entwicklung des Defacto-Standards MPI (Message Passing Interface) als schnelles und portables Interface zum Nachrichtenaustausch und seine breite Akzeptanz durch die Anwender.

Ungeachtet dieser Tatsache lässt sich aus Anwendersicht nur sehr schwer vorstellen, dass dieses Programmiermodell als zentrale Basis dienen kann, um langfristig den massiv-parallelen Rechnern als Technologietrend für zukünftige Entwicklungen zum Durchbruch zu verhelfen; dies gilt insbesondere für große kommerzielle Anwendungen, bei denen sich die explizite Programmierung der Datenkommunikation durch Message-Passing nachhaltig als softwaretechnologische Barriere erweisen wird.

Die schnelle Verfügbarkeit von modernen und leistungsfähigen Sprachkonzepten zur Bereitstellung eines - langfristig von der Hardware direkt unterstützen - globalen Adressraumes ist eine der wesentlichen Voraussetzungen für die breite Benutzerakzeptanz von massiv-parallelen Rechnersystemen. Als erster Meilenstein auf diesem Weg hat sich 2000 OpenMP als Standardisierung der Parallelisierungsdirektiven für Rechner mit gemeinsamem Speicher etabliert.

Die Herausforderung liegt darin, in zeitlich enger Verbindung mit der Verfügbarkeit von neuen Architekturplattformen (zum Beispiel gekoppelte SMP-Systeme im Rahmen der ASCI-Initiative) einfach zu nutzende und dennoch leistungsfähige Möglichkeiten zur Programmierung dieser neuen Systeme anzubieten.


Aktuelle Projekte:
  • ParMA (Parallel Programming for Multi-Core Architectures) [mehr] 

    Abgeschlossene Projekte:
    • Exchange interactions and magnetisms in low dimensional metalates [mehr]
    • Untersuchungen zur Parallelisierung von Verbrennungssimulationen mit kommerziellen CFD-Tools (StarCD3.1b und CFX4.3) [mehr]
    • Optimierung und Parallelisierung des Programmpaketes APACIC++/AMEGIC++ [mehr]
    • Optimierung und Parallelisierung bauphysikalischer Simulationssoftware [mehr]
    • FEM-Methoden für die Konstruktion und Dimensionierung von Eisenbahnfahrwegen [mehr]
    • Parallelisierung und Optimierung von aeroakustischen Berechnungsverfahren [mehr]
Stand: 08.07.2008 15:23
Autor: Claudia Schmidt



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