Asynchrone und fehlertolerante Mehrgitterverfahren für zukünftige HPC-Rechner

Im Fokus dieses Vorhabens steht die numerische Simulation von partiellen Differentialgleichungen, und hier vor allem die Kombination von Finite Elemente Methoden mit hierarchischen Mehrgitterverfahren.

Moderne Rechnersysteme sind zunehmend heterogener, paralleler, dynamischer und unzuverlässiger. Um ihre potentielle Rechenkraft effizient ausnutzen zu können, muss die zugrundeliegende numerische und algorithmische Methodik explizit angepasst und erweitert werden. Im Fokus dieses Vorhabens steht die numerische Simulation von partiellen Differentialgleichungen, und hier vor allem die Kombination von Finite Elemente Methoden mit hierarchischen Mehrgitterverfahren. Verfahren dieses Typs dominieren oft die Rechenzeit in modernen, schnellen und hochgenauen Simulationsmethoden für Anwendungen aus der Kontinuumsmechanik. Nachdem in den vergangenen Jahren schon starke Fortschritte im Bezug auf gleichmäßige Skalierbarbeit, feingranulare Parallelisierung (GPU-Beschleunigung) und Effizienz erzielt werden konnten, sollen nun die noch komplexeren Probleme der Fehlertoleranz, Asynchronität und Kommunikationsvermeidung in Angriff genommen werden: Fehlertoleranz bei partiellen Hardwareausfällen soll direkt in robustere numerische Methodik integriert werden, und das dramatisch zunehmende Missverhältnis zwischen reiner Rechengeschwindigkeit und dem heterogenen Datentransport zwischen verschiedenen Speicherebenen erfordert substantielle Forschungsarbeiten, um gleichzeitig flexible und hocheffiziente Lösungsmethoden zur Verfügung zu haben. Alle Implementierungsarbeiten fließen in Open-Source Software ein und stehen somit einem großen Anwenderkreis zur Verfügung.

Antragsteller

Technische Universität Dortmund: Jun.-Prof. Dr. Dominik Göddeke (Fakultät für Mathematik)

Förderlinie: Anschubförderung
Fördersumme: 45.475,00 Euro
Laufzeit: 01.06.2013 – 31.05.2014

Ansprechpartner

Jun.-Prof. Dr. Dominik Göddeke
Technische Universität Dortmund
Fakultät für Mathematik
Lehrstuhl III
Vogelpothsweg 87
44227 Dortmund

Telefon: 0231-7557218
dominik.goeddeke (at) mathematik.tu-dortmund(dot)de