Software-Projektpraktikum: HPC Cluster Challenge

Nahezu alle heutzutage vorzufindenden Systeme sind mit mehreren Rechenkernen ausgestattet und unterstützen damit eine parallele Ausführung geeigneter Software. Da jedoch der Bedarf an Rechenleistung gerade im wissenschaftlichen Bereich stetig wächst, um immer größere und komplexere Aufgaben und Simulationen zu bewältigen, werden dort üblicherweise viele einzelne Rechner miteinander verbunden. Dieser Zusammenschluss von Rechner wird als Cluster bezeichnet und ist z.B. bei Betreibern von Hochleistungsrechnern und Cloud-Computing-Diensten zu finden.

Ziel des Praktikums ist die Vermittlung von Grundkenntnissen im Bereich Cluster-Aufbau sowie der Portierung und Optimierung numerischer Simulationssoftware auf diese Cluster. Darüber hinaus wird ein Verständnis zu Bewertung verschiedener Eigenschaften eines Clusters, wie Stromverbrauch, Energieeffizienz sowie diverse Leistungs-Metriken, vermittelt.

Diese Lernziele werden in Kleingruppen mit je einer bereitgestellten Rechnerarchitektur erarbeitet. Diese sind unter anderem: NVIDIA Jetson, Banana Pi M64, Hikey970, handelsübliches Desktop-System basierend auf Intel Core i5.

Im ersten Teil des Praktikums sollen die Teilnehmenden ihre bereitgestellte Architektur analysieren und Anforderungen zur Ausführung der numerischen Simulationssoftware identifizieren und formulieren. Der zweite Teil der Aufgabenstellung besteht darin, die einzelnen Rechner der jeweiligen Architektur mit dem Betriebssystem Linux auszustatten, zu konfigurieren und zu einem Cluster zu verbinden. Im dritten Teil soll schließlich die Simulationssoftware auf den Cluster portiert werden. Abschließend werden die Ergebnisse und Arbeiten in einer Präsentation vorgestellt.

 

Termine und Vorbereitung:

Das Softwarepraktikum findet semesterbegleitend statt. Die Teilnahme an diesen ist verpflichtend.

Die Einführungsveranstaltung findet: tba.

Darüberhinaus steht für den Aufbau der Hardware ein eigener Raum am IT Center zur Verfügung, welcher tagsüber genutzt werden kann.

Am Anfang und während des Praktikums wird es Vorträge geben, die eine Einführung in Teilbereiche der Aufgabenstellung geben. 

 

Voraussetzungen:

Dieses Praktikum setzt die Bereitschaft zum Umgang mit Linux und dem Arbeiten mit der Kommandozeile voraus. Grundkenntnisse in der Programmiersprache C/C++ sind für die Portierung und Optimierung des Codes hilfreich.

Die Unterrichtsmaterialien sind in Englisch, die Sprache der Veranstaltung ist aber flexibel Deutsch oder Englisch.

 

Kontakt

contact@hpc.rwth-aachen.de

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