Energie-effizientes Rechnen

Zahlen und Fakten

Kurzbeschreibung des Projekts

Im Vordergrund stehen die Entwicklung von Benchmarks und die Durchführung von Energie-Messungen zur Bewertung der Energie-Effizienz von Rechner-Systemen.

Hintergrund

Simulationen sind neben theoretischen Analysen und Experimenten als dritte Säule der wissenschaftlichen Forschung etabliert. Die Leistung der Hardware im Hochleistungsrechnen (High Performance Computing, HPC) ist, angetrieben durch den Bedarf an immer größerer Rechenleistung in vielen Gebieten der Wissenschaft, längst über die Petaflop-Grenze hinaus angestiegen. Heute bereitet sich die HPC-Community auf die Exascale-Zeit vor. Dabei rückt neben der Rechenleistung auch der Energieverbrauch in den Fokus. Der Energieverbrauch vieler HPC-Systeme hat ein kritisches Level erreicht, auf dem die laufenden Kosten für die Energieversorgung der Rechner deren Anschaffungskosten bereits nach wenigen Jahren übersteigen.

Ziele

Im Rahmen dieses Projektes stehen Aspekte der Energie- und Leistungsmessung von numerischen Algorithmen und Simulationen im Bereich des Hochleistungsrechnens im Vordergrund. Ziel ist es, Benchmarks für den Energieverbrauch und die Laufzeit von numerischen Algorithmen und Simulationen zu definieren und durchzuführen. Dazu soll ein Messsystem, bestehend aus Energiemessgeräten und einem Messserver, eingerichtet und für den automatischen Betrieb konfiguriert werden. Die Messungen und deren Auswertung erfolgen mit Hilfe geeigneter Profiling Tools.

Im Rahmen des Projektes sollen numerische Methoden entwickelt werden, die für den Energieverbrauch optimiert sind. Erste numerische Algorithmen umfassen hierbei parallele Implementierungen der Mixed-Precision-Methoden, geometrischer Mehrgittermethoden und asynchroner Iterationsmethoden zur Lösung linearer Gleichungssysteme auf Grafikkarten (Graphics Processing Unit, GPU).

Im Rahmen von Praktika haben Studierende die Möglichkeit bei diesem Projekt mitzuwirken.

Projekt-Partner