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SPP 1648:  Software für Exascale Computing

Fachliche Zuordnung Informatik, System- und Elektrotechnik
Biologie
Geowissenschaften
Maschinenbau und Produktionstechnik
Mathematik
Physik
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung Förderung von 2012 bis 2019
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 214420555
 
Simulationen im weitesten Sinne - das heißt von der mathematischen Modellierung bis zur (visuellen) Exploration der Daten und der Validierung der Ergebnisse) - werden mittlerweile als der dritte Weg, neben Theorie und Experiment, zur Erkenntnisgewinnung in den Natur- und Ingenieurswissenschaften angesehen. Oft sind Simulationen die einzige Möglichkeit, um erste Resultate zu gewinnen, da Experimente zu teuer, zu zeitaufwendig oder einfach nicht umsetzbar sind. Das führte dazu, dass sich das vergleichsweise junge und interdisziplinäre Forschungsgebiet "Computational Science and Engineering" (CSE) als eine der Kerntechnologien für Wissenschaft und Industrie etabliert hat. Auch wenn natürlich nicht alle Simulationen umfangreiche Berechnung auf High-End-Systemen benötigen, ist Hochleistungsrechnen (HPC) trotzdem die Schlüsseltechnologie für CSE. Das Schwerpunktprogramm befasst sich mit der Grundlagenforschung rund um HPC-Software, was insbesondere aufgrund der mittlerweile allgegenwärtigen massiv-parallelen Systeme immer wichtiger wird. Diese massiv-parallelen Systeme - also Mehrkernprozessoren und Systeme mit mehr als 108 Kernen - werden fließend in Exascale-Systeme übergehen, das heißt in Rechner, die 1018 FLOPS (floating point operations per second) und mehr erzielen können. Um Anwendungen auf Exascale-Maschinen effizient ausführen zu können, wird es entscheidend sein, die Herausforderungen dieses Paradigmenwechsels von sequenziellen oder nur moderat-parallelen hin zu massiv-parallelen Systemen zu bewältigen. Was heute nur im Hochleistungsrechnen wesentlich ist, wird schon bald auch für den häuslichen Computer hilfreich sein. Auch hier erwartet man immer höhere Schnelligkeit durch verstärkte Parallelisierung der Arbeitspakete, um Rechner mit mehreren Prozessorkernen effizient auszulasten. Schon heute ist klar, dass einfach nur schnellere Hardware alleine nicht reicht, sondern dass die Software mindestens genauso stark mitentwickelt werden muss, um das volle Potenzial einer massiv-parallelen Rechnerwelt den Wissenschaften zugänglich zu machen. Genau in diese Richtung arbeitet das Schwerpunktprogramm - die erste Initiative dieser Art in Deutschland -, indem es einen Rahmen bildet, um nationale Forschungsaktivitäten in diesem Bereich zu bündeln. Auf diese Weise soll ein deutlicher Fortschritt in der Entwicklung von Software für HPC auf internationaler Ebene erreicht werden.
DFG-Verfahren Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug Australien, Frankreich, Israel, Japan, Niederlande, Schweden, Schweiz, USA

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