Evaluierung moderner HPC-Architekturen und -Beschleuniger

Das Praktikum widmet sich der Untersuchung der Struktur und des Verhaltens von parallelen Hochleistungsrechnern mit den Methoden der quantitativen Analyse. Durch Experimentation, Messung und Modellierung soll das komplexe Verhalten von modernen Parallelrechnern im Vergleich verschiedener Architekturen analysiert werden.

Das Praktikum wird in Zusammenarbeit mit dem Leibniz Rechenzentrum (LRZ) und der TU München durchgeführt. Technische Basis wird ein neu installiertes heterogenes Hardware-Testbett am LRZ sein (BEAST)

Sie werden:

• die Möglichkeit, an der neuesten HPC-Technologie wie CPUs oder GPUs von Intel, AMD, NVidia, Marvell, Fujitsu zu arbeiten, (insbesondere A64FX - treibt den schnellsten Supercomputer der Welt (Fugaku) von TOP500-Rankings) haben,
• verschiedene Merkmale neuartiger Technologien auf Node-level erkunden,
• über Leistungsoptimierungen auf Node-level erfahren,
• an den Vorträgen der Hersteller über ihre neueste Hardware teilnehmen,
• verschiedene Programming-models auf Node-level für Multicore-CPUs und -Accelerators, wie OpenMP (für GPU), SIMD, Synchronisation lernen,
• für spätere Projekte - OpenCL, SYCL oder CUDA verwenden können.

Dieses Praktikum wird nur in englischer Sprache angeboten.

Das Praktikum ist in zwei Arten von Aufgaben unterteilt.

• Bei der ersten Aufgabe wird von den Studierenden erwartet, dass Sie an allen Architekturen arbeiten.
• Im zweiten Teil (Projekte) arbeiten Sie ausschließlich an bestimmten Architekturen.

Studierende arbeiten in Gruppen (2-3 Personen pro Gruppe) und erstellen Berichte für jede Aufgabe sowie kurze Präsentationen ihrer Evaluationsergebnisse (jede Woche werden 2 Gruppen ausgewählt, die ihre Berichte präsentieren). Die Benotung erfolgt auf der Grundlage des Berichts und der Kurzpräsentationen. Dazu gehört auch der verwendete Quellcode der Evaluation, der den Berichten hinzugefügt werden muss.

Voraussetzung für die Teilnahme am Praktikum ist die erfolgreiche Teilnahme am Kurs "Parallel and High Performance Computing". Gute Kenntnisse in C/C++ unter Linux, und Verständnis von Begriffen der Computerarchitektur wie SIMD, multi-core, SMT, processor caches.

• October 20 [online]: Organization and Introduction; Assignment 0.
• October 27 [hybrid]: OpenMP lecture; Assignment 1 (A1).
• November 3 [hybrid]: OpenMP Offloading lecture; Assignment 2 (A2) and Presentation A1.
• November 10 [hybrid]: Profiling Tool; Assignment 3 (A3) and Presentation A2.
• November 17 [hybrid]: Assignment 4 (A4); Presentation A3
• November 24 [hybrid]: Assignment 5 (A5); Presentation A4.
• December 1 [hybrid]: No Meeting (TUM Dies Academicus).
• December 8 [hybrid]: Assignment 6 (A6); Presentation A5.
• December 15 [hybrid]: Assignment 7 (A7); Presentation A6.
• December 22 [hybrid]: Assignment 8 (A8); Presentation A7.
• January 12 [hybrid]: Project (CPU+GPU); Presentation A8.
• January 12 [hybrid]: Project Discussion.
• January 26 [hybrid]: Project Submission Deadline; Presentation (CPU).
• February 2 [hybrid]: Presentation (GPU).
• February 9: Spare.

Das Praktikum Evaluierung moderner HPC-Architekturen und -Beschleuniger nimmt an der Zentralanmeldung für Masterpraktika via Uni2Work teil. Die Bewerbung ist vom 1. Sep. 2022 bis 25. Sep. 2022 möglich.