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Arbeitsgruppe: Numerische Simulation, Optimierung und Hochleistungsrechnen

Sekretariat
Kollegiengebäude Mathematik (20.30)
Zimmer 3.039

Adresse
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Angewandte und Numerische Mathematik
Englerstrasse 2
76131 Karlsruhe

Öffnungszeiten:

Tel.: +49 721 608 - 42062

Fax.: +49 721 608 - 44178

Seminar (Paralleles Rechnen auf GPUs) (Wintersemester 2011/12)

Dozent: Jun.-Prof. Dr. Jan-Philipp Weiß
Veranstaltungen: Seminar (0125300)
Semesterwochenstunden: 2


Termine
Seminar: Dienstag 11:30-13:00 1C-01 Beginn: 18.10.2011
Dozenten
Seminarleitung Jun.-Prof. Dr. Jan-Philipp Weiß
Sprechstunde:
Zimmer Röserhaus (01.86)
Email: Jan-Philipp.Weiss@kit.edu

Durch die weite Verbreitung von Multi- und Manycore-Technologien ist das parallele Rechnen nicht länger auf den Bereich des Hochleistungsrechnens beschränkt und beeinflusst zunehmend das Leistungsverhalten vieler Softwareprojekte. In den letzten Jahren haben insbesondere Grafikprozessoren (Graphics Processing Units / GPUs) zunehmendes Interesse als eine vielversprechende Plattform im Bereich des wissenschaftlichen Rechnens gewonnen. GPUs werden hier als die Vorläufer der Manycore-Ära betrachtet, bei der Hunderte bis Tausende von Rechenkernen in einer einzigen Einheit zur parallelen Problemlösung beitragen. GPUs kommen dabei auf Desktopcomputern wie auch auf führenden Supercomputern zum Einsatz und werden aufgrund ihrer Energieeffizienz einen bedeutenden Beitrag auf dem Weg zum Exascale-Computingmit 1018 Gleitkommaoperationen pro Sekunde haben. Die Rechenleistung von Grafikprozessoren übersteigt die von typischen Mehrkern-CPUs bereits um eine Größenordnung. Eine einzelne High-end Grafikkarte liefert bereits 1 TFlop/s in einfacher Genauigkeit und mehr als 160 GB/s an interner Bandbreite. Anwendungen in der numerischen Simulation können durch den Einsatz paralleler Konzepte auf GPUs teils erheblich beschleunigt werden. Allerdings erfordert dies eine Anpassung und Erweiterung der bisher verwendeten Ansätze. Mit Hilfe der CUDA-Architektur von NVIDIA und der zugehörigen Entwicklungsumgebung haben sich GPUs im wissenschaftlichen Rechnen bereits etabliert.

Im Rahmen dieses Seminars sollen wesentliche Konzepte des parallelen Rechnens auf GPUs auf der Basis von CUDA erarbeitet werden. Dies beinhaltet die Erarbeitung des Programmiermodells und der verfügbaren Sprachkonstrukte. Verschiedene Programmierbefehle und Implementierungsansätze werden dabei anhand von ausgewählten Anwendungen und numerischen Kernels eingeführt und untersucht. Dabei sollen Lösungen für typische Problemstellungen aus der numerischen Simulation erstellt werden. Die theoretischen Betrachtungen werden hierzu mit praktischen Ergebnissen, Codebausteinen, Implementierungen und Berechnungen auf Grafikkarten kombiniert.

Dieses Seminar kann ab dem 5. Semester belegt werden und eignet sich insbesondere auch für Bachelor- und Lehramtstudenten. Interessierte Kandidaten wenden sich bitte im Vorfeld per E-Mail an jan-philipp.weiss@kit.edu

Erforderliche Vorkenntnisse: Lineare Algebra, Programmieren in C

Vorbesprechung: Freitag, 15. Juli, 2011, 11:30h, EMCL, Fritz-Erler-Str. 23, Geb. 01.86, SR 3.OG

Beginn: 18. Oktober 2011

Termine: Dienstags, 11:30h - 13.00h, Raum 1C-01, Geb. 05.20

Kontakt: Jun.-Prof. Dr. Jan-Philipp Weiß, jan-philipp.weiss@kit.edu, Tel. 608-4-7406

Anmeldung: bitte per Email