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Neues DFG-Projekt FMhub gestartet

Die Leistung heutiger Simulationssoftware beruht auf einer erhöhten Parallelität und nicht auf einer erhöhten Taktfrequenz. Folglich ist ein nachhaltiges Softwaredesign erforderlich, um die verfügbare Parallelität zu nutzen. Die rasche Zunahme vielfältiger und hierarchisch paralleler Hardware sowie das Aufkommen von Beschleunigern (z. B. GPUs) erschweren es den Entwicklern solcher Simulationscodes, Flexibilität und hohe Leistung für alle Teile des Codes beizubehalten. In den letzten Jahren haben sich daher viele Communities vom monolithischen Anwendungsansatz verabschiedet und sind zu einer Sammlung hochspezialisierter Komponenten übergegangen.

Das neue von der DFG geförderte Projekt FMhub zielt darauf ab, der wissenschaftlichen Gemeinschaft eine quelloffene schnelle Multipolmethode (FMM) in Form einer flexiblen C++-Bibliothek namens FMSolvr zur Berechnung weitreichender Wechselwirkungen zur Verfügung zu stellen. Der Code wird zusammen mit Werkzeugen wie Versionskontrolle, einem Bug-Tracker, kontinuierlicher Integration und Deployment-Tools sowie einer umfassenden Dokumentation zur Verfügung gestellt.

Im Gegensatz zu den High-Level-Modifikationen wird auch die Parallelisierungsschicht von FMSolvr behandelt. Durch die Entkopplung von drei integralen Bestandteilen (Intracore-, Intranode- und Internode-Parallelität) soll die Wartbarkeit und Portabilität erhöht werden. Die Trennung dieser Parallelisierungsschichten ermöglicht den Austausch von zukünftig entstehenden Parallelisierungsstrategien, z.B. unterschiedliche Vektorisierungsbibliotheken oder Tasking-Frameworks. Diese Modularisierung zielt auch darauf ab, die Entkopplung der algorithmischen Komponenten innerhalb der Bibliothek zu erhöhen, um die Flexibilität zu steigern.

Gemeinsam mit Prof. Matthias Werner und seinem Team von der Technischen Universität Chemnitz werden die Forschenden am JSC Software-Engineering-Techniken einsetzen, um diese Ziele zu erreichen. Das Projekt startete im September 2021 und hat eine Laufzeit von drei Jahren.

Ansprechpartner: Dr. Ivo Kabadshow, i.kabadshow@fz-juelich.de

aus JSC News Nr. 283, 24. September 2021