Projekt Energieeffizientes Rechnen

Energie- und Leistungsmessung von numerischen Algorithmen und Simulationen.

Simulationen mit Hochleistungsrechnern (High Performance Computing, HPC) sind neben theoretischen Analysen und Experimenten eine etablierte Säule wissenschaftlicher Forschung. Diese Simulationen sind aber gleichzeitig auch sehr energieintensiv, sodass die laufenden Kosten für die Energieversorgung die Anschaffungskosten eines Hochleistungsrechners mittlerweile bereits nach wenigen Jahren übersteigen. Im Vordergrund des Projekts „Energieeffizientes Rechnen“ stehen daher Aspekte der Energie- und Leistungsmessung von numerischen Algorithmen und Simulationen im Bereich des Hochleistungsrechnens.

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.

Außerdem 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). Durch Praktika haben Studierende die Möglichkeit, bei diesem Projekt mitzuwirken.