GCSnews SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE - Gauss Centre for Supercomputing

 
WEITER LESEN
GCSnews SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE - Gauss Centre for Supercomputing
GCSnews
                                                                                     Nr. 033
SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE                                                  Sept 2021

Inhalt
HLRS-Rechner Hawk jetzt mit Partition für Künstliche Intelligenz 1 ● Gemeinsames virtuelles
Labor AIDAS von CEA und FZJ implementiert 2 ● Erdbeobachtungsdaten für die Forschung:
terrabyte 2 ● Herausforderungen bei der Vorhersage von COVID-19 3 ● Positionspapier zu
HPC-Technologien von morgen 4 ● Künstliche Intelligenz für eine sichere Automatisierung 4
● Forschungsprojekte am LRZ zum Thema Wasserqualität 5 ● Zehn Jahre Nachhaltigkeits-
strategie am HLRS 5 ● Entwirrung des Schaltverhaltens von Membranrezeptoren 6 ● In-
terpretation biomolekularer Daten mit Hilfe von Schwarmintelligenz 6 ● JSC-Rechenressourcen
ermöglichen bahnbrechende Turbulenz-Simulationen 7 ● MPI und das nächste Leistungslevel
fürs High-Performance Computing 8 ● Zum 2. Mal virtueller PRACE Summer of HPC am JSC 8

HAWK JETZT MIT PARTITION FÜR KÜNSTLICHE INTELLIGENZ
                                                                             sich die Rechnerarchitektur des
                                                                             HLRS-Supercomputers von einer
                                                                             reinen Zentralrechnertechnolo-
                                                                             gie zu einer Hybrid-Plattform,
                                                                             wodurch er insbesondere für
                                                                             Deep-Learning-Anwendungen
                                                                             optimiert ist. Neue Arten von
                                                                             Arbeitsabläufen, die Simulati-
                                                                             on unter Nutzung von Höchst-
                                                                             leistungsrechnen (High-Perfor-
                                                                             mance Computing, HPC) mit
                                                                             Big-Data-Methoden kombinie-
                                                                             ren, sind damit nun möglich.
                                                                             Mit der Integration von GPUs in
Der HLRS Supercomputer Hawk wurde um neue GPUs erweitert, die Künstliche     die bestehende CPU-Infrastruk-
Intelligenz Anwendungen unterstützen. © HLRS                                 tur von Hawk freuen sich Infor-
                                                                             matiker:innen am HLRS auch
Das HLRS hat die Erweiterung                Ampere Architektur basieren,     auf die Zusammenarbeit mit
seines Supercomputers Hawk                  wurden installiert und für den   seinen Systemnutzer:innen bei
um eine Partition für Künstliche            operativen Betrieb freigege-     der Entwicklung neuer hybrider
Intelligenz (KI) abgeschlossen.             ben. Durch die Erweiterung von   Rechen-Workflows, die traditio-
192 NVIDIA A100 Grafik-Prozes-              Hawk, die eine KI-Leistung von   nelle Simulationsmethoden mit
soren (GPUs), die auf der NVIDIA            120 Petaflops bietet, wandelte   KI-Ansätzen integrieren. (Link)

Gauss Centre for Supercomputing | Regina Weigand | Public Relations
++49 (0)711 685-87261 | r.weigand@gauss-centre.eu | www.gauss-centre.eu                            1
GCSnews SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE - Gauss Centre for Supercomputing
GCSnews                                                                    33|Sept 2021
SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE

GEMEINSAMES VIRTUELLES LABOR AIDAS VON CEA UND FZJ
IMPLEMENTIERT
Das Forschungszentrum Jülich (FZJ) und die CEA
Paris bündeln ihre Kräfte und werden ihre Zusam-
menarbeit auf dem Gebiet der künstlichen Intelli-
genz, Datenanalyse und skalierbaren Simulation
(AIDAS) ausbauen. Zu diesem Zweck unterzeichne-
ten François Jacq, Generaladministrator der franzö-
sischen Kommission für alternative Energien und
Atomenergie (CEA), und Prof. Wolfgang Marquardt,
Vorstandsvorsitzender des FZJ, eine Vereinbarung
für das gemeinsame virtuelle Labor AIDAS. Ziel von                 François Jacq (CEA, links)) und Prof. Wolfgang Marquardt
AIDAS ist es, die Simulation in Europa voranzubrin-                (FZJ) bei der Unterzeichnung des Abkommens.
                                                                   © CEA / Frédéric Baton & FZJ / Ralf-Uwe Limbach
gen, indem die Partner ihr Fachwissen im Bereich
der Numerik mit Blick auf Künstliche Intelligenz
(KI), Quantencomputing und Hoch- und Höchstleis-                   in Europa. Im Rahmen von AIDAS werden sie ska-
tungsrechnen (HPC) zusammenführen. Bislang sind                    lierbare und optimierte Anwendungscodes in ausge-
rund 70 Wissenschaftler in AIDAS vertreten. Das                    wählten wissenschaftlichen Bereichen entwickeln,
Labor wird von Christophe Calvin und France Boil-                  den potenziellen Nutzen neuer und zukünftiger
lod-Cerneux vom CEA und Prof. Thomas Lippert und                   Computerarchitekturen erforschen und die syner-
Prof. Kristel Michielsen vom Jülich Supercomputing                 getische interdisziplinäre Entwicklung und Nutzung
Centre am FZJ geleitet. – CEA und FZJ arbeiten seit                von generischen Methoden und Algorithmen für das
langem auf dem Gebiet des HPC zusammen, sowohl                     Exascale Computing fördern. Darüber hinaus sollen
in HPC-basierten Anwendungsbereichen als auch                      attraktive Programmier- und Benutzerumgebungen
bei der Entwicklung von HPC-Spitzentechnologien                    entwickelt werden.

ERDBEOBACHTUNGSDATEN FÜR DIE FORSCHUNG: TERRABYTE
                                            terrabyte ist die innovative Hoch-          (DLR) in Oberpfaffenhofen mit in-
                                            leistungsdaten-Plattform des                telligent verwaltetem Online-Spei-
                                            Deutschen Zentrums für Luft-                cherplatz von rund 50 Petabyte
                                            und Raumfahrt (DLR) und des                 sowie den Supercomputern des
                                            Leibniz-Rechenzentrums (LRZ)                LRZ in Garching.
                                            der Bayerischen Akademie der
                                            Wissenschaften. Die Plattform               •  Sie bietet eine Alternative zu
                                            macht Erdbeobachtungsdaten                  kommerziellen Daten-Clouds und
                                            für die Forschung zugänglich und            erfüllt alle Sicherheits- und Da-
                                            bietet praktische Werkzeuge zu              tenschutz-Forderungen.
                                            deren Auswertung:
                                                                                        •  Die Daten von terrabyte sol-
                                            •  Sie verbindet über eine 10               len breit genutzt werden, neben
                                            Gigabit/s-Leitung das Satelliten-           dem DLR werden bald auch die
Die Hochleistungsdaten-Plattform            daten-Archiv des Deutschen Zen-             Universitäten in München und
terrabye am LRZ © LRZ                       trums für Luft- und Raumfahrt               Bayern darauf zugreifen.

Gauss Centre for Supercomputing | Regina Weigand | Public Relations
++49 (0)711 685-87261 | r.weigand@gauss-centre.eu | www.gauss-centre.eu                                             2
GCSnews SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE - Gauss Centre for Supercomputing
GCSnews                                                                  33|Sept 2021
SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE

„Wir übertragen intern die Da-              Verarbeitung von Massendaten.      die Entwicklung von Städten:
ten mit 300 Gigabyte pro Sekun-             Die Plattform zeigt außerdem die   Zurzeit senden acht Copernicus
de, das eröffnet neue Möglich-              wachsende Bedeutung von Spei-      Sentinel-, die US-amerikanischen
keiten für ihre Prozessierung“,             chervolumen für die Forschung.     Landsat sowie die Radar-Satel-
sagt Dieter Kranzlmüller, Leiter            In immer mehr Wissenschafts-       liten des DLR pro Tag rund 19
des LRZ. „Die Zusammenarbeit                bereichen sollen Daten heute       Terabyte an Daten über den
mit dem DLR ist eine willkom-               unkompliziert erreichbar sein      aktuellen Zustand der Erde zu
mene Herausforderung für uns.               und idealerweise vor Ort verar-    uns. Das entspricht in etwa 4750
Bei terra­byte geht es nicht nur            beitet werden.“ Extremwetter,      Spielfilmen oder 123,5 Millionen
um sehr große Rechenkapazi-                 Dürren, schmelzende Gletscher,     Dokumentseiten. (Link)
täten, sondern vor allem um die             die Erosion der Küsten, sogar

HERAUSFORDERUNGEN BEI DER VORHERSAGE VON COVID-19

© FZ Jülich

Kurzfristige Vorhersagen der                s41467-021-25207-0), ana-          eine gute Abdeckung, d. h. das
COVID-19-Fallzahlen für einen               lysieren Jan Meinke und Jan        50%-Konfidenzintervall deckt
Zeitraum von 1 bis 4 Wochen                 Fuhrmann vom JSC zusammen          etwa 50% der Daten ab. Die
können ein wertvolles Instru-               mit Kolleg:innen aus Europa        Vorhersagen des Ensembles
ment sein, um zu entscheiden,               und den USA ihre Vorhersagen,      sind konkurrenzfähig mit der
welche Maßnahmen erforder-                  die für Deutschland und Polen      besten Einzelmodellvorhersage
lich sind, um eine Überbelegung             im Rahmen des deutsch-pol-         und scheinen weniger anfällig
von Krankenhausbetten und In-               nischen Vorhersagezentrums         für Ausreißer zu sein. Die Bei-
tensivstationen zu verhindern.              während der zweiten Welle von      träge zur deutsch-polnischen
Aber wie gut ist die Qualität               COVID-19 (12.10.–19.12.2020)       Vorhersage sind nun auch im
dieser Vorhersagen? Im Artikel              gesammelt wurden. Die Leistung     European Covid-19 Forecast
„A pre-registered short-term                der Einzelvorhersagen wird mit     Hub enthalten.
forecasting study of COVID-19               der Qualität von Ensemblevor-
in Germany and Poland during                hersagen verglichen, die die
the second wave“, veröffent-                Einzelvorhersagen kombinie-
licht in Nature Communication               ren. Das Konfidenzintervall der
(Bracher et al., DOI: 10.1038/              Ensemble-Vorhersage bietet

Gauss Centre for Supercomputing | Regina Weigand | Public Relations
++49 (0)711 685-87261 | r.weigand@gauss-centre.eu | www.gauss-centre.eu                              3
GCSnews SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE - Gauss Centre for Supercomputing
GCSnews                                                                   33|Sept 2021
SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE

POSITIONSPAPIER ZU HPC-
TECHNOLOGIEN VON MORGEN
High-Performance Computing ist an einem Wende-
                                                                                       FUTURE OF
punkt: So überschrieb es ein IT-Journalist und bezieht
                                                                                    HIGH-PERFORMANCE
sich damit auf ein Positionspapier zur vom LRZ vorge-
                                                                                    		COMPUTING
schlagenen integrierten Supercomputer-Architektur,
das Prof. Dr. Martin Schulz beim 11. Symposium
on Highly Efficient Accelerators and Reconfigurable                © istockphoto.com/Natalia Darmoroz
Technologies, HEART, vorstellte. Der LRZ-Direktor und
seine Co-Autor:innen – u.a. LRZ-Leiter Prof. Dr. Dieter            und flexiblere Architekturen. So wäre es laut den
Kranzlmüller – liefern in ihrer Schrift Vorstellungen              Autor:innen ideal, wenn unterschiedliche Rechenele-
davon, wie die Zukunft des Rechnens aussehen                       mente wie ARM-Rechenkerne, Grafik-Prozessoren
könnte. Die Autor:innen legen darin Schwachstellen                 (GPUs) und Tensor Units direkt mit anderen auf
aktueller High-Performance-Computing-(HPC) Sys-                    dem gleichen Chip zur Verfügung stünden, wie dies
teme offen. Beispielsweise kostet der Datentransfer                die European Processor Inititive (EPI) untersucht.
nicht nur Zeit, sondern auch viel Energie. Ferner be-              Dadurch wachsen aber auch die Anforderungen an
nötigen neue Forschungsgruppen wie z. B. aus den                   die Programmierung dieser HPC-Systeme. Die Veröf-
Bereichen Machine Learning, Data Analytics oder der                fentlichung stellt vor, wie diese Systeme aussehen
Simulation des Quantencomputings heterogenere                      und wie sie programmiert werden könnten. (Link)

KÜNSTLICHE INTELLIGENZ
FÜR EINE SICHERE
AUTOMATISIERUNG
Festo, ein im baden-württembergischen Esslingen
ansässiger Hersteller von Automatisierungslösun-
gen, erhöht seine Investitionen in maschinelles
Lernen, wozu es eine Kooperation mit dem HLRS
eingegangen ist. Festo trainiert Roboter aus dem                   Forscher von Festo und vom HLRS nutzen eine Kombina-
Automatisierungsbereich auf den sichereren, ef-                    tion aus Experimenten im F&E-Labor von Festo (im Bild)
                                                                   und Reinforcement Learning, um Roboter für die sichere
fizienteren Umgang mit Menschen, indem es zur                      Interaktion mit Menschen in automatisierten Fertigungs-
Verbesserung seines Algorithmus reinforcement                      prozessen zu trainieren. © Festo
learning verwendet, d. h. ihn durch Feedback zu
seinen Entscheidungen trainiert. Dieses Training                   mit Robotern und aus Experimenten im Forschungs-
bedarf neben etwa 70 bis 100 Terabyte an Daten                     und Entwicklungslabor von Festo fokussieren. Letz-
auch GPU-Beschleuniger und der entsprechenden                      tere bilden die Basis für die Vorstellung und Konzep-
Erfahrung mit umfangreichen Simulationen. Hierzu                   tion neuer Arbeits- und Interaktionsmöglichkeiten
greift Festo auf die HPC-Ressourcen und HPC-Exper-                 von Mensch und Maschine. Schließlich wird das
tise des HLRS zurück. Das Team wird nicht nur die                  Team die Anwendungsmöglichkeiten der mithilfe
„Intelligenz“ des Algorithmus durch effektives Trai-               der HLRS-Ressourcen gewonnenen Erkenntnisse
ning erhöhen, sondern sich auch auf die Sammlung                   und Daten auf reale Fertigungsszenarien optimie-
aussagekräftiger Datensätze aus den Simulationen                   ren. (Link)

Gauss Centre for Supercomputing | Regina Weigand | Public Relations
++49 (0)711 685-87261 | r.weigand@gauss-centre.eu | www.gauss-centre.eu                                         4
GCSnews SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE - Gauss Centre for Supercomputing
GCSnews                                                                   33|Sept 2021
SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE

FORSCHUNGSPROJEKTE
AM LRZ ZUM THEMA
WASSERQUALITÄT
Schadstoffe nachweisen und die Versorgung si-
chern: Wasser ist ein kostbares Gut, nach den
letzten trockenen Sommern kommt diese Er-
kenntnis immer stärker in unserem Alltag an. Das
Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) ist an zwei kürzlich                   © istockphoto.com/Brozhinsky
gestarteten Forschungsprojekten mit dem Schwer-
punktthema Wasser beteiligt. K2I oder „Künstliche                  Intelligenz (KI) ein smartes System zur Bewertung
und kollektive Intelligenz zum Spurenstoff-Tracking                von Wasserqualitäten sowie zur Warnung gegen
in Oberflächenwasser für eine nachhaltige Trink-                   Verschmutzung aufbauen. Die Studie „Nutzwas-
wassergewinnung“ wird vom Bundesministerium                        ser“ erforscht wiederum Konzepte und Manage-
für Bildung und Forschung (BMBF) mit knapp einer                   mentstrategien für die Wiederverwendung von
Million Euro finanziert (Förderkennzeichen 02WD-                   Abwasser als alternative Ressource für die Bewäs-
G1593A-D) und will mit Methoden der Künstlichen                    serung in Städten und auf dem Land. (Link)

ZEHN JAHRE NACHHALTIGKEITSSTRATEGIE AM HLRS
Vor zehn Jahren                                                                                   erfolgt unter Nach-
begann das in-                                                                                    haltigkeitsaspek-
tensive Engage-                                                                                   ten. Zwei neue For-
ment des HLRS                                                                                     schungsprojekte
für Umweltschutz.                                                                                 greifen dies eben-
Zu seinem Um-                                                                                     so auf. So wird
weltmanagement-                                                                                   das vom Ministe-
plan gehören der                                                                                  rium für Umwelt,
effiziente Betrieb                                                                                Klima und Ener-
der Rechner- und                                                                                  giewirtschaft Ba-
Kühlsysteme und                                                                                   den-Württemberg
die Integration von                                                                               geförderte Projekt
Nachhaltigkeits­                                                                                  ENRICH (Ener-
aspekten in das                                                                                   gie, Nachhaltig-
gesamte Zentrum. © HLRS                                                                           keit, Ressourcen­
Zudem verpflichtet                                                                               effizienz in IT und
sich das HLRS, seine Umweltleistung kontinuierlich                 Rechenzentren) einen digitalen Atlas mit Mög-
zu verbessern und seine Expertise mit anderen Da-                  lichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz im
tenzentren zu teilen, etwa mit dem Praxisleitfaden                 IT-Sektor in dem Bundesland entwickeln. Außerdem
„Nachhaltigkeit in Rechenzentren“. 2020 hat das                    wird das HLRS mit dem Stuttgarter Institut für Ge-
HLRS erstmals die Zertifizierung nach dem Eco-Ma-                  bäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespei-
nagement and Audit Scheme (EMAS) und dem                           cherung zusammenarbeiten, um neue Ansätze für
Umweltzeichen Blauer Engel erhalten. Auch die                      die dynamische Regulierung der Kühlung seines
aktuelle Planung für ein neues Rechnergebäude                      Supercomputers Hawk zu testen. (Link)

Gauss Centre for Supercomputing | Regina Weigand | Public Relations
++49 (0)711 685-87261 | r.weigand@gauss-centre.eu | www.gauss-centre.eu                                    5
GCSnews                                                                  33|Sept 2021
SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE

ENTWIRRUNG DES SCHALTVERHALTENS VON
MEMBRANREZEPTOREN
Molekulare Rezeptoren in Mem-
branen steuern viele Vorgänge
in lebenden Zellen und sind
Ziele für Medikamente. Mem-
branrezeptoren werden durch
die Bindung von Botenstoffen,
so genannten Liganden, akti-
viert. Viele Membranrezeptoren
setzen sich aus verschiedenen
Untereinheiten zusammen,                    Links: Strukturmodell eines A4-A2-B1b-A2 CNG-Ionenkanals. Rechts: Ein hetero-
von denen jede einen Ligan-                 tetrameres allosterisches Modell mit 16 Bindungszuständen des Ionenkanals, die
den binden kann. Das macht                  durch 32 Gleichgewichtsassoziationskonstanten (Kxxxx) verknüpft sind, die im
                                            Rahmen dieser Forschungsarbeit bestimmt wurden. © Univ. Jena / Klaus Benndorf
den Aktivierungsmechanismus
komplex. In der aktuellen Ver-
öffentlichung „Thermodynamic                Düsseldorf, Prof. Klaus Benndorf         Autoren miteinander verknüpf-
profile of mutual subunit control           vom Universitätsklinikum Jena            ten, so dass sich 12 Konfigura-
in a heteromeric receptor“ (DOI:            und Prof. Eckhard Schulz von             tionen mit permutierter Unter-
10.1073/pnas.2100469118) in                 der Hochschule Schmalkalden              einheitsreihenfolge ergaben. Die
den Proceedings of the National             eine sehr originelle Funktions-          Gruppe um Gohlke half mit mo-
Academy of Sciences USA ha-                 analyse des Schaltverhaltens des         lekularen Simulationen auf dem
ben Wissenschaftler:innen um                tetrameren CNG-Kanals durch-             JSC-Supercomputer JUWELS, die
Prof. Holger Gohlke vom JSC am              geführt, der am Geruchssinn              wahrscheinlichste räumliche An-
Forschungszentrum Jülich und                beteiligt ist. Der Kanal besteht         ordnung der Untereinheiten zu
der Heinrich-Heine-Universität              aus vier Untereinheiten, die die         verstehen. (Link)

INTERPRETATION BIOMOLEKULARER
DATEN MIT HILFE VON SCHWARM-
INTELLIGENZ
Die detaillierte Struktur von Bio-          Daten sind jedoch manchmal
molekülen spielt eine Schlüs-               nicht eindeutig und können nicht
selrolle für ihre entscheidenden            einer bestimmten Struktur zu-
                                                                                     Biomoleküle sind eine Art Schweizer
Funktionen und Wechselwirkun-               geordnet werden. Wissenschaft-           Taschenmesser für unseren Körper
gen im menschlichen Körper. Um              ler des Jülich Supercomputing            und erfüllen eine Vielzahl komplexer
beispielsweise neue Medikamen-              Centre (JSC), des Karlsruher In-         und wichtiger Aufgaben. Das hervor-
                                                                                     gehobene Protein ist an der Energie-
te zu entwickeln, müssen For-               stituts für Technologie (KIT), des       bilanz einer Zelle beteiligt, indem es
scher diese Strukturen zunächst             Deutschen Krebsforschungszen-            den Energieträger ATP reguliert. Im
kennen und in komplexen Expe-               trums (DKFZ) und der Universität         Hintergrund ist das neue Modul des
                                                                                     JSC-Supercomputers zu sehen, mit
rimenten bestimmen. Die aus                 Duisburg/Essen haben gemein-
                                                                                     dem ein Teil der Analysen durchgeführt
den Experimenten gewonnenen                 sam eine KI-basierte Methode             wurde. © FZJ

Gauss Centre for Supercomputing | Regina Weigand | Public Relations
++49 (0)711 685-87261 | r.weigand@gauss-centre.eu | www.gauss-centre.eu                                         6
GCSnews                                                                   33|Sept 2021
SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE

entwickelt, um solche mehrdeuti-            Daten mit einem komplementä-            Methode liefert somit sehr ge-
gen Daten mit Hilfe von datenge-            ren physikalisch basierten Com-         naue Strukturen und nutzt gleich-
triebenen Molekülsimulationen               putermodell. Laut Marie Weiel,          zeitig die verfügbaren Rechen-
auszuwerten. Diese Methode                  Doktorandin und Hauptautorin            ressourcen - in diesem Fall u.a.
basiert auf dem Schwarmlernen               der Studie, ist ein entscheiden-        den JSC-Höchstleistungsrechner
der KI-Forschung. Ein Supercom-             der Bestandteil die Kommunika-          JUWELS und den HPC-Cluster am
puter simuliert viele Schwarm-              tion zwischen den Schwarmmit-           KIT - sehr effizient. Die Ergeb-
mitglieder gleichzeitig auf über            gliedern, um gemeinsam eine             nisse wurden in der Zeitschrift
1000 Prozessoren. Jedes Mit-                optimale Lösung zu finden, die          Nature Machine Intelligence
glied testet verschiedene Para-             für die bestmögliche Interpreta-        veröffentlicht (DOI: 10.1038/
meterkombinationen und Ge-                  tion der Daten als molekulare           s42256-021-00366-3).
wichtungen der experimentellen              Strukturen unerlässlich ist. Die

JSC-RECHENRESSOURCEN ERMÖGLICHEN BAHNBRECHENDE
TURBULENZ-SIMULATIONEN
                                                                                    Rouen) und Mathis Bode (RWTH
                                                                                    Aachen University) federführend
                                                                                    Intermittenz in Scherströmun-
                                                                                    gen untersucht. Sie unterschei-
                                                                                    den dabei zwischen interner
                                                                                    Intermittenz, die auf kleinsten
                                                                                    Skalen auftritt und ein charakte-
                                                                                    ristisches Merkmal jeder vollent-
                                                                                    wickelten turbulenten Strömung
                                                                                    ist, und externer Intermittenz, die
                                                                                    sich am Rand freier Scherströ-
                                                                                    mungen manifestiert. Mit den
                                                                                    auf den Höchstleistungsrechnern
Forscher von CORIA und der RWTH Aachen University nutzten die Rechenressour-
                                                                                    des Jülich Supercomputing Cent-
cen des JSC, um interne und externe Intermittenz in turbulenten Strahlströmen
zu modellieren. Das Bild zeigt die Morphologie der voll entwickelten Turbulenz im   re durchgeführten Simulationen
Zentrum des Strahls. © CORIA, Michael Gauding                                       gelang es den Forschern erst-
                                                                                    mals, eine Kopplung zwischen in-
                                                                                    terner und externer Intermittenz
Extremereignisse wie heftige                bezeichnet werden, ist eine gro-
                                                                                    nachzuweisen, diese zu quantifi-
Tornados und starke Fluten sind             ße Herausforderung. In jeder
                                                                                    zieren und in die klassische Tur-
zwar selten, ihre Erforschung               turbulenten Strömung treten ex-
                                                                                    bulenztheorie einzubauen. Dies
ist jedoch aufgrund der unver-              treme Fluktuationen auf, wobei
                                                                                    ist ein wichtiger Schritt für die
hältnismäßig starken Wirkungen              deren Intensität mit steigender
                                                                                    Vorhersage derartiger Extremer-
besonders wichtig. Die Vorher-              Reynoldszahl zunimmt. Mithilfe
                                                                                    eignisse. (Link)
sage solcher extremen Ereignis-             hochaufgelöster und hochakku-
se, die im Kontext dynamischer              rater Strömungssimulationen ha-
Systeme auch als Intermittenz               ben Michael Gauding (Universität

Gauss Centre for Supercomputing | Regina Weigand | Public Relations
++49 (0)711 685-87261 | r.weigand@gauss-centre.eu | www.gauss-centre.eu                                      7
GCSnews                                                                   33|Sept 2021
SUPERCOMPUTING AT THE LEADING EDGE

MPI UND DAS
                                                EuroMPI 2021
NÄCHSTE
LEISTUNGSLEVEL
FÜRS HIGH-
PERFORMANCE
COMPUTING                                   © LRZ

Das Message Passing Interface               Sprachen, die auf MPI aufbau-            Major Release MPI-4 erschien
(MPI) stand im Mittelpunkt der              en, außerdem über notwendige             im Juni 2021 und enthält etwa
diesjährigen EuroMPI-Konferenz,             Schnittstellen zu anderen Stan-          150 neue Funktionen und Me-
die am 7. September 2021 mit                dards in der parallelen Program-         thoden, die die Nutzung sehr
dem Leibniz-Rechenzentrum                   mierung. Natürlich ging es auch          vieler Prozessoren schneller und
(LRZ) als virtuellem Gastgeber              um Anwendungen und deren An-             effizienter machen. Die Anzahl
ausschließlich online stattfand.            passungen an neue, leistungs-            der kommunizierenden Elemente
Anwender:innen und Forschende               fähigere Rechner-Architekturen           wurde auf über zwei Milliarden
diskutierten hier über neu vor-             und Netzwerke: MPI goes Exasca-          erhöht und die Fehlerkorrektur
geschlagene Konzepte des Pro-               le. In diesem Jahr zeichnete Prof.       verbessert. Im Anschluss traf
grammierschemas und zu den                  Dr. Martin Schulz, Direktor am           sich das MPI Forum, das sich mit
Erweiterungen des MPI-Stan-                 LRZ, für das Programm der Eu-            Verbesserungsvorschlägen für
dards, über Bibliotheken und                roMPI verantwortlich. Das vierte         MPI-4 beschäftigte. (Link)

ZUM 2. MAL VIRTUELLER PRACE SUMMER OF HPC AM JSC
Das Programm „Summer of HPC“ (SoHPC), das be-                      und Videopräsentationen mit anderen und werden
reits zum 9. Mal stattfand, ermöglichte es über 60                 so selbst zu Botschafter:innen des Supercomputing
Universitätsstudierenden aller wissenschaftlichen                  an ihren jeweiligen Einrichtungen.
                        Disziplinen, zwei Monate
                        lang mit PRACE-Partneror-                  In diesem Jahr wurden innerhalb des virtuell durch-
                        ganisationen zusammenzu-                   geführten Programms drei Studenten, nämlich Arthur
                        arbeiten. Ziel des So­HPC-                 Guillec (Frankreich), Tristan Michel (Frankreich) und
                        Programms ist es nicht                     Marc Túnica (Spanien), vom JSC betreut, um Erfah-
                        nur, den Studierenden die                  rungen im Forschungsalltag aus erster Hand zu sam-
                        Möglichkeit zu geben, in ei-               meln. Nach einer Online-Schulungswoche für alle
                        nem multidisziplinären und                 Teilnehmer:innen, die vom Irish Centre for High-End
                        internationalen Umfeld an                  Computing in Dublin veranstaltet wurde, begannen
                        Forschungsprojekten zu ar-                 die drei Studenten gemeinsam mit der Arbeit an den
                        beiten, sondern auch, die                  ihnen zugewiesenen Projekten am JSC. Arthur und
wissenschaftliche Kultur unter der nächsten Ge-                    Tristan arbeiteten an der Parallelisierung der Fast
neration von Forschenden zu fördern und zu ver-                    Multipole Methode mit HPX, während Marc sich mit
breiten. Damit soll erreicht werden, dass die am                   High-Performance Quantum Fields beschäftigte. Ihre
Programm teilnehmenden Studierenden die Com-                       Ergebnisse stellten sie in zwei Videopräsentationen
puterwissenschaftler:innen von morgen sind. Die                    vor, die unter https://bit.ly/3C1PoqS und https://
Teilnehmer:innen teilen ihre Erfahrungen in Blogs                  bit.ly/3lEk7Uv zu finden sind.

Gauss Centre for Supercomputing | Regina Weigand | Public Relations
++49 (0)711 685-87261 | r.weigand@gauss-centre.eu | www.gauss-centre.eu                                       8
Sie können auch lesen