Skalierbarkeitsanalyse von parallelen Algorithmen zur Lösung von gewöhnlichen Differentialgleichungssystemen

Projektstart: 2000, Projektende: 2006

Geldgeber: DFG

Projektbeteiligte

Projektleiter

Prof. Dr. Thomas Rauber

Projektmitarbeiter

PD Dr. Matthias Korch

Externe Partner

Prof. Dr. Gudula Rünger, TU Chemnitz

Projektbeschreibung

Ziel des Projektes ist die Analyse existierender und der Entwurf neuer paralleler Algorithmen zur Lösung von gewöhnlichen Differentialgleichungssystemen sowie deren portable und effiziente Implementierung auf modernen Parallelrechnern. Die Analyse beschäftigt sich nicht mit den numerischen Eigenschaften der zugrundeliegenden Verfahren, sondern konzentriert sich auf die Analyse der Lokalitätseigenschaften und der Skalierbarkeit der resultierenden parallelen Algorithmen für eine große Anzahl von Prozessoren.

Dabei soll insbesondere der Einfluß der drei verfügbaren Parallelitätsarten Datenparallelität, Taskparallelität und Parallelität auf Instruktionseben und deren Wechselwirkungen untersucht werden. Besonderes Augenmerk liegt auch auf der Untersuchung des Lokalitätsverhaltens der betrachteten Lösungsverfahren und deren Fähigkeiten zur Ausnutzung vorhandener Speicherhierarchien. Interessant ist dabei u.a., inwiefern durch eine Umordnung der Instruktionen eine Verbesserung der Parallelitäts- und Lokalitätseigenschaften erreicht werden kann.

Als Zielsysteme werden sowohl Rechner mit verteiltem als auch mit gemeinsamem Hauptspeicher betrachtet. Zur Verifikation der Aussagen der Analyse müssen die untersuchten Algorithmen in mehreren Varianten implementiert werden. Für Rechner mit verteiltem Speicher wird dabei MPI verwendet, da das Gruppenkonzept von MPI eine einfache und effiziente Realisierung von Taskparallelität gestattet. Für Implementierungen auf Rechnern mit gemeinsamem Adreßraum wird eine Thread-Bibliothek verwendet. Als Programmiersprachen kommen C und Java zum Einsatz.

Universität Bayreuth -