zur Startseite

SFB 716 Teilprojekt D.9 SFB

Lastbalancierung für hochskalierbare Simulationen mit großen Teilchenzahlen
ProjekttypSFB
Gefördert durch DFG - Sonderforschungsbereich 716
Beginn 2015/04/01
Ende
Leiter Prof. Dr. rer. nat. Dirk Pflüger
Mitarbeiter Hirschmann, Steffen
Ansprechpartner Pflüger, Dirk
Kurzbeschreibung

 Die Simulation von Systemen mit großen Teilchenzahlen gehört zu den
echten Herausforderungen des Höchstleistungsrechnens. Die Liste der
Finalisten des renommierten Gordon Bell Preises und viele siegreiche
Beiträge der letzten Jahre zeigen die Relevanz solcher
Simulationen. Insbesondere die Skalierbarkeit von Simulationen
gestaltet sich als anspruchsvoll, bedingt durch die
Hardwareentwicklung seit etwa 2004: An die Stelle immer höherer
Taktraten tritt eine immer größere Zahl an Prozessoren und
mittlerweile auch an Beschleunigerkarten. Die Simulation von großen
Teilchenzahlen erfordert erwartungsgemäß einen erheblichen
Rechenaufwand. Um akzeptable Antwortzeiten zu erlangen, muss dieser
folglich auf viele Prozessoren verteilt werden. Die Parallelisierungen
derartiger Simulationsszenarien ist daher ein integraler Bestandteil
der Forschung des SFBs.

In homogenen Szenarien kann meist mittels Zerlegung in gleichmäßige
Gebiete eine gleichmäßige Lastverteilung gewährleistet werden, da bei
solchen Szenarien meist ein linearer Zusammenhang zwischen Größe und
Last besteht. Für heterogenen Szenarien, wie sie im SFB z.B. für
Agglomerationsprozesse oder bei der Laserablation untersucht werden,
genügt dies jedoch nicht. Ähnliches gilt für gekoppelte Szenarien,
besonders wenn lokale Adaptivität verwendet wird, um den dynamischen
Charakter der Simulationsszenarien in der Diskretisierung abzubilden.

Um in der dritten Förderperiode großskalige Simulationen jenseits des
bisher Erreichten realisieren zu können, soll in diesem Teilprojekt
dieser wichtige Baustein entwickelt und umgesetzt werden. Strategien
für die Lastbalancierung sollen hinsichtlich der für den Gesamtverbund
relevanten Szenarien grundlegend erforscht und die Grenzen des im
Idealfall Erreichbaren ausgelotet werden. Schnelle und zuverlässige
Verfahren zur Schätzung der Rechenlast müssen entwickelt werden, um
effiziente Rebalancierung in dynamischen Simulationen zu
ermöglichen. Schließlich sollen für ausgewählte Anwendungen des SFBs
spezifische Lastbalancierungsverfahren entworfen und gemeinsam mit den
entsprechenden Teilprojekten umgesetzt werden.

externer Link  SFB 716 Website
externer Link  SFB 716 Teilprojekt D.9 Website