Hochleistungsrechnen

 

Prof. Dr. Matthias S. Müller ist Inhaber des Lehrstuhls für Hochleistungsrechnen (HPC) / Informatik 12 in der Fachgruppe Informatik und Direktor des IT Centers. Die Forschungsschwerpunkte der Gruppe HPC liegen im Hochleistungsrechnen in den Bereichen der parallelen Programmiermodelle und -werkzeuge. Dazu zählen die Leistungsbewertung und Fehleranalyse von paralleler Programmen und Architekturen, sowie das Interesse an Energieeffizienz, Programmierbarkeit und Gesamtkostenberechnungen.

Der Fokus der Gruppe HPC liegt im Kontext der parallelen Programmiermodelle in der Weiterentwicklung des Industriestandards OpenMP durch die Mitgliedschaft im OpenMP Language Komitee seit 2006. Im Gebiet der Korrektheitsanalyse paralleler Programme wird das Werkzeug MUST zur automatischen Fehleranalyse entwickelt.

Außerdem werden Ansätze zur Bewertung und Verbesserung der Produktivität der Benutzung und Programmierung von HPC-Systemen untersucht. Dabei wird insbesondere der Aspekt der Gesamtkostenoptimierung betrachtet und die Benchmarks der Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC) weiterentwickelt. Die Ergebnisse dieser Forschungsarbeiten fließen kontinuierlich in die Verbesserung des Betriebs und der Effizienz der HPC-Systeme am IT Center der RWTH Aachen University ein.

Forschungsaktivitäten auf einen Blick

  • Parallele Programmiermodelle (OpenMP und andere)
    • Affinität von Daten zu Recheneinheiten, Einsatz von Tasks, Optimierung für NUMA-Architekturen, Parallelisierung in der Objekt-orientierten Programmierung, ...
    • Mitglied des OpenMP Language Komitees and Architecture Review Board
  • Korrektheitsanalyse paralleler Programme
    • Unterstützung des Message-Passing Interface (MPI)
    • Unterstützung hybrider paralleler Programmierung (MPI+OpenMP, andere Programmiermodelle)
    • Entwicklung und Implementierung skalierbarer Algorithmen
  • Gesamtkostenbetrachtungen
    • Energieeffizienz im Kontext des Hochleistungsrechnen
    • Programmierbarkeit & Produktivität
    • Modellierung und Ermittlung der Leistung von HPC-Systemen
  • Analyse paralleler Rechnerarchitekturen
    • Mitglied der Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC)
    • Fokussierung auf große Systeme mit gemeinsamen Speicher
    • Unterstützung von Beschleunigertechnologien

Im Rahmen ihrer Forschungsschwerpunkte ist die Gruppe HPC an diesen Drittmittelprojekten beteiligt.

Lehre

Die Lehrveranstaltungen der Gruppe HPC des Lehrstuhls für Informatik 12 decken das Gebiet des Hochleistungsrechnen ab, insbesondere die Themen Programmiermodelle und -werkzeuge für Parallel- und Multicore-Rechner sowie die Performance- und Korrektheitsanalyse von parallelen Programmen. In diesen Bereichen werden neben den Vorlesungen auch regelmäßig Softwarepraktika und Seminarveranstaltungen angeboten.

Eine Übersicht über das Lehrangebot finden sie im Bereich Lehre. In der Zusammenarbeit mit dem IT Center finden regelmäßig Aus- und Weiterbildungsveranstaltungen zum Thema Hochleistungsrechnen statt. Eine Übersicht dazu finden sie unter HPC-Events. Ebenfalls in Zusammenarbeit mit dem IT Center bildet die Gruppe HPC Mathematisch-technische Softwareentwickler (MATSE) aus.

Kooperationen

Die Gruppe HPC ist Mitglied in JARA-HPC und der JARA-HPC Cross-sectional Group Parallel Efficiency. In diesem Kontext werden Wissenschaftler und HPC-Nutzer der RWTH Aachen University und des Forschungszentrums Jülich bei der Performanceanalyse und -optimierung ihrer Simulationsanwendungen unterstützt. Außerdem werden die dafür benötigten Werkzeuge kontinuierlich gepflegt und weiterentwickelt.

In der Zusammenarbeit mit dem IT Center erfolgt die methodische Beratung und Unterstützung der Nutzer der HPC-Systeme der RWTH Aachen University und der JARA-HPC Partition sowie die stetige Weiterentwicklung des HPC-Dienstangebots. Eine Übersicht über die aktuellen Mitarbeiter der Gruppe HPC im Lehrstuhl für Informatik 12 finden Sie auf der entsprechenden Team-Seite.