Energieeffizienz und Anwendungen
Strukturierter Software Stack und Beratung für effizientes Supercomputing
Das Moorsche Gesetz gilt noch immer. Danach verdoppelt sich die Rechenleistung von HPC-Systemen in einem Zeitraum von etwa 18 Monaten. Daraus folgen auf Anwendungsseite eine drastische Erhöhung des Parallelisierungsgrades, außerdem kommen zur Steigerung der Rechenleistung Beschleunigertechnologien zum Einsatz. Nutzerinnen sehen sich deshalb mit einer steigenden Komplexität der HPC-Systeme konfrontiert, ihre Anwendungen und Codes sollten nicht nur unterschiedliche Prozessorentypen und hierarchische Speichertechnologien, etwa Prozessorregister, L1-, L2- und L3-Caches sowie Haupt- und Hintergrundspeicher ansprechen und steuern können, sondern sollten möglichst energieeffizient auszuführen sein. Zusammen mit Partnerorganisationen und dem Gauss Centre for Supercomputing (GCS) hat das LRZ hat daher in den vergangenen Jahren sein Trainings- und Workshop-Programm ausgebaut und legt hier einen Schwerpunkt auf Programmierschemata. Außerdem begleiten erfahrene Mentorinnen und Mentoren aus den HPC Anwendungs Labs Forschungsgruppen und unterstützen diese von der Antragsstellung bis zur Portierung und Ausführung ihrer Codes.
Tatkräftige Unterstützung beim Programmieren und Portieren
Die Komplexität der neuen Rechner-Ressourcen erhöht vor allem den Aufwand beim Programmieren und beim Portieren auf die HPC-Systeme des LRZ: HPC-Nutzerinnen steht dafür am LRZ ein strukturierter Software-Stack mit Bibliotheken, die für verfügbaren HPC- und KI-Systeme optimiert wurden, Compilern, parallelen Laufzeitumgebungen und Open-Source- sowie kommerziellen Anwendungen zur Verfügung. In enger Zusammenarbeit mit dem Munich Centre of Advanced Computing entwickeln Mitarbeiter des LRZ außerdem Werkzeuge zum automatischen Profiling von Anwendungsleistung und Anwendungseffizienz. Weitere Unterstützung beim Programmieren, Optimieren und bei der Implementierung von wissenschaftlichen Codes bietet das Kompetenznetzwerk für wissenschaftliches High-Performance Computing in Bayern (KONWIHR). Dieses Netzwerk, zu dem auch das LRZ gehört, entwickelt und optimiert skalierbare Programme für Simulationen, Berechnungen oder zur Analyse von Daten, und zwar auf Basis bewährter Prinzipien des Software- , Algorithm- und Performance Engineerings.
Auch bei diesen Aufgaben hat sich der Einsatz und die Arbeit mit dem Bavarian Energy, Architecture and Software Testbed (BEAST) bewährt: Hier können die Benchmarks für ein nachhaltiges, effizientes HPC entstehen und Codes zusammen mit Hardwarekomponenten getestet werden.
