Projekt ECOUSS für besseres Parallel-Computing

Ibm, Supercomputer, Green Blue Gene Bildquelle: IBM
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung investiert 1,69 Millionen Euro in das Forschungsprojekt ECOUSS. Dieses hat zum Ziel, parallele Rechnerarchitekturen viel effizienter als bisher zu nutzen. An dem Projekt sind auch Institute der Saarbrücker Informatikforschung maßgeblich beteiligt.
Noch vor wenigen Jahren konnte man davon ausgehen, dass Computerprogramme mit jeder neuen Rechnergenerationen schneller wurden. Mit den immer kleineren Prozessoren stieß man jedoch an physikalische Grenzen, so dass die Chipindustrie dazu überging, die Rechner mit mehreren Prozessorkernen auszustatten. Für besonders rechenintensive Aufgaben werden zudem tausende Computer in Hochleistungsnetzwerken zusammengeschlossen.

"Das Problem dabei ist, dass die Programmiersprachen und Werkzeuge, mit denen wir die neuen Rechnerarchitekturen programmieren, auf rund vierzig Jahre alten Rechenmodellen beruhen. Damals haben die Computer aber noch nicht mehrere Millionen Aufgaben parallel berechnen können", erklärte Sebastian Hack, Professor für Programmierung der Universität des Saarlandes und Forscher am Intel Visual Computing Institute der Saar-Uni.

Nach Ansicht Hacks nutzen Anwendungen heute die Möglichkeit der Hardware, viele Probleme gleichzeitig zu bearbeiten, noch viel zu wenig aus. Oftmals entstünden auch Engpässe und Flaschenhälse im System, weil Daten nicht schnell genug aus den zahlreichen Arbeitsspeichern geladen werden oder schon gelöste Aufgaben auf die Weiterbearbeitung warten.

"Man stelle sich vor, ein Kochrezept wird nicht nur von einem Koch befolgt, sondern soll gleichzeitig von zehn Köchen in einer Küche umgesetzt werden. Da muss auch erst geklärt werden, wer welchen Kochtopf benutzen darf und ob die Vorräte für alle ausreichen", vergleicht der Informatiker. Bei zehn Arbeitsschritten eines Kochrezeptes ginge das noch einfach, nicht aber bei Hundert Millionen Rechenaufgaben, die etwa für die Vorhersage eines Hurrikans in Sekundenschnelle gelöst werden müssten.

Die Computersimulation von physikalischen Modellen, die etwa auch der Medizin und Pharmazie wichtige Erkenntnisse bringen, benötigt daher noch viel Handarbeit. So muss die Simulationssoftware immer wieder individuell an die Anforderungen der Hochleistungsrechner angepasst werden.

Hier soll das Forschungsprojekt ECOUSS ansetzen: "Wir wollen durch neue Methoden und Werkzeuge diese Anpassung vereinfachen und zum Teil automatisieren", so Hack. Da die zu lösenden Aufgaben meist sehr komplex sind, werde man den Programmierer aber nicht ersetzen können. Dessen Arbeit wolle man aber erleichtern und beschleunigen. Im Visier haben die Forscher dabei vor allem die Compiler.

Neben verschiedenen Forschungsinstituten sind an dem Projekt mehrere große Industriepartner beteiligt, darunter der Supercomputer-Hersteller Cray, das Pharma-Unternehmen Böhringer Ingelheim sowie die Firma RTT, die mit der Raytracing-Technologie hochauflösende Computergraphik erstellt. Ibm, Supercomputer, Green Blue Gene Ibm, Supercomputer, Green Blue Gene IBM
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