Tiger Team Projects
The following enumeration provides an overview of collaborations between members of the bwHPC-S5 team and scientists, i.e. tiger teams. To apply for support by a tiger team, click
Optimierung von pyRed/Kira für HPC-Maschinen
Ziel des Projekts ist die Verbesserung von Algorithmen zur Vereinfachung von Feynman-Integralen, die in Präzisionsrechnungen in Quantenfeldtheorien auftreten, und deren Implementierung im Computerprogramm pyRed/Kira. Dazu müssen große lineare Gleichungssysteme (O(10^9) Gleichungen) gelöst werden, die auf Grund ihrer Struktur und der dynamisch zur Laufzeit festzulegenden Randbedingungen Techniken erfordern, die Standard-Software für lineare Algebra nicht bietet. Um einen effizienten Lösungsweg zu finden, wird das System zuerst mittels modularer Arithmetik analysiert. Dies ist wiederum nur effizient möglich, wenn genügend Arbeitsspeicher zur Verfügung steht, typischerweise einige 100 GB. Ein Ziel, das erreicht wurde, ist die Optimierung des Algorithmus für Multi-Threading auf vielen (z.B. 20) CPU-Kernen. Dazu musste das Verhalten des Codes auf entsprechenden Maschinen intensiv untersucht werden. pyRed/Kira steht nun als Open Source-Software zur Verfügung und erreicht um eine Größenordnung bessere Performance als vergleichbare Programme.
Da die Laufzeit für komplexe Anwendungen oftmals einige Wochen beträgt, ist die Implementierung eines “Checkpointing-Systems” für HPC-Cluster mit Laufzeitlimits ein weiteres Ziel. Dazu wurden einige Programmkomponenten so weit optimiert, dass ein Checkpointing nun nur noch in der Rücksubstitution des Gauss-Algorithmus notwendig ist, was durch eine Datenbank mit Transaktionen erreicht wird. Dieses Feature ist inzwischen in der öffentlichen Kira-Version verfügbar.
Mitglieder des Tiger Teams: Stefan Dittmaier, Philipp Maierhöfer, HPC Kompetenzzentrum ENM
Status: abgeschlossen.