Akzeleratoren und ihr Einsatz im Hochleistungsrechnen

Das Thema des Seminars ist der Einsatz von Akzeleratoren (Grafikkarten, FPGAs und sonstige Beschleunigerhardware) im Kontext des Hochleistungsrechnens (High Performance Computing - HPC). Eine Vielzahl von Hochleistungssystemen verwenden mittlerweile Beschleuniger, unter anderem um die Energieeffizienz zu steigern. Der Einsatz von Akzeleratoren bringt allerdings auch eine Vielzahl von Herausforderungen mit sich - etwa die Programmierung oder Portierung von Anwendungen.

Hier finden Sie eine vorläufige Übersicht über die Themen (eigene Vorschläge sind möglich):

• Ãœbersicht, Hintergrund und Motivation für den Einsatz von Akzeleratoren
• Architektur von modernen Nvidia GPUs
• Architektur von AMD GPUs / APUs
• Xeon Phi (Intel MIC)
• FPGA Maxeler: Architektur
• FPGA Maxeler: Beispiele
• Beschleuniger in mobilen Chips (SoCs: Tegra3, OMAP, Apple A6)
• Programmierung mit CUDA
• Programmierung mit OpenCL
• Akzeleratorprogrammierung mit Pragmas: OpenACC / OpenMP
• Programmierung mit OmpSS
• Programmierung mit StarPU
• Simulatoren für Beschleunigerhardware: GPGPU-Sim, Barra, Maxeler Sim
• Hybride Programmierung von Rechnerverbünden mit Akzeleratoren
• Akzeleratoren und Virtualisierung

Das Seminar wird zusammen mit dem Lehrstuhl für Rechnertechnik und Rechnerorganisation der TU München abgehalten. Einige Veranstaltungen können deshalb in Garching stattfinden und die Anzahl der Plätze für LMU Studenten ist beschränkt.

Das Seminar wird als Blockseminar abgehalten, die Seminarvorträge finden also am Semesterende an einem (oder ggf. mehreren) Terminen geblockt statt.

Jeder Teilnehmer erhält ein Arbeitsthema, zu dem er selbständig recherchiert, eine schriftliche Ausarbeitung erstellt und einen etwa 45-minütigen Vortrag erarbeitet, den er am Semesterende hält. Während der gesamten Zeit von der Recherche bis zum Vortrag wird jeder Teilnehmer von einem Mitarbeiter des Lehrstuhls betreut. Im Rahmen dieser Betreuung sind regelmäßige Treffen und ein Probevortrag vorgesehen.

• Folien zur Einführungsveranstaltung am 17. Oktober 2013
• Folien: Wissenschaftliches Arbeiten, 7. November 2013
• Folien: Vortragstechnik, 7. November 2013
• Vorlagen für Ausarbeitung von Vortrag

Voraussetzungen zur Teilnahme am Seminar sind:

• Grundkenntnisse aus den Vorlesungen Grid-Computing, Programmieren im Grid, Parallel Computing, oder dem Systempraktikum, oder einer anderen themenverwandten Veranstaltung (Vorlesung, Praktikum, Seminar) am Lehrstuhl Kranzlmüller
• Auswahl eines Seminarthemas in Übereinkunft mit den Betreuern. Die Themen werden in einer Infoveranstaltung vorgestellt, siehe Termine.
• Teilnahme an der Einführungsveranstaltung am Anfang des Wintersemesters.

• Vorbesprechung für LMU Studenten: Dienstag 1. Oktober 2013, Raum E U102, Oettingenstr. 67, 14.00 Uhr.
• Die Einführungsveranstaltung für alle Studenten (LMU und TUM) findet am Donnerstag den 17. Oktober 2013 um 16:15 Uhr im Raum 01.06.020 (FMI Gebäude in Garching) statt.
  Hier finden Sie die Folien zur Einführungsveranstaltung.
• Vortrag zur Präsentations- und Arbeitstechnik für alle Studenten (LMU+TU) am Donnerstag 7. November 2013, 16:15 Uhr, LMU München, Oettingenstr. 67, Raum 169
• Abgabe Gliederung der Arbeit (per Email an den Betreuer): Donnerstag 21. November 2013
• Gastvortrag Costin Iancu, LBNL: Am Donnerstag den 5. Dezember 2013 findet um 16:15 Uhr im Raum 00.06.020 (FMI Gebäude, TUM, Boltzmannstr. 3, Garching) ein Gastvortrag von Herrn Costin Iancu mit dem Titel "Scalable Dynamic Program Analyses for Hybrid Parallelism" statt.
• Abgabe Entwurf der Seminararbeit (per Email an den Betreuer): Donnerstag 19. Dezember 2013
• Abgabe Finale Version der Seminararbeit (per Email an den Betreuer): Donnerstag 9. Januar 2014
• Abgabe der Präsentationsfolien (per Email an den Betreuer): Donnerstag 16. Januar 2014
• Blockseminar Kloster Frauenchiemsee: 23.-24. Januar 2014