Aufgabe für eine Diplomarbeit auf dem Gebiet der
``Numerischen Thermofluiddynamik''
für Herrn Robert Kölm, Matr.-Nr. 120494, FB 10, unter dem Titel
``Optimierung eines Finite-Volumen Verfahrens für Parallel-Vektor-Prozessoren''


Die Verwendung von Vektorrechnern zur parallelen Berechnung von strömungstechnischen Anwendungen ist im Hinblick auf die Steigerung der Rechengeschwindigkeit besonders attraktiv. Mithilfe geringfügiger Modifikationen lassen sich die numerischen Verfahren von Skalararchitekturen auf Vektorrechner portieren ohne sich das Problem der Gebietszerlegung und der damit verbundenen Kommunikation zwischen den Einzelprozessoren einzuhandeln. In der Regel gelingt es aber nicht immer, einen optimalen Speed-Up allein durch Variation der Compiler-Optionen zu erzielen, so daß dabei oft zeitaufwendiges Tunen auf Code-Ebene notwendig wird, um einzelne Schleifen zu parallelisieren. Aufgrund der Tatsache, daß zusätzliche Direktiven maschinenabhängig sind legt man sinnvollerweise zu Beginn die Rechnerumgebung bzw. den Rechnertyp fest. Am Hermann-Föttinger-Institut bietet sich die CRAY EL98 als Arbeitsumgebung an, nicht zuletzt wegen der Möglichkeit die gesamte Maschine zumindest temporär voll zu nutzen. Ebenfalls verfügbar ist eine CRAY-J916 am Konrad-Zuse Zentrum, Berlin.

In der Diplomarbeit soll ein existierendes 2D-Finite-Volumen Verfahren FAN [1] für die CRAY-PVP (Parallel Vector Processing) Umgebung optimiert werden. Dabei soll im ersten Arbeitsschritt die Performance bestimmt und Schwächen des Programms aufgedeckt werden. Im weiteren ist die Anwendbarkeit von rechnerspezifischen Bibliotheken (CCmathlib, BLAS..) zu prüfen und ggf. auf die wichtigsten Routinen (z.B. Gleichungslöser) anzuwenden. Ferner sind die Möglichkeiten, die Fortran90 gegenüber Fortran77 bietet, in den Code zu implementieren und die Veränderungen zu dokumentieren und hinsichtlich des Leistungsgewinnes zu analysieren.

Erfreulich wären zahlreiche Parametervariationen, die eine Aussage darüber liefern, wie man i.a. bei einer Optimierung vorgehen sollte und welche generellen Maßnahmen einen nennenswerten Speed-Up im Verhältnis zum Aufwand hervorbringen.


Literaturhinweise:

[1] Peric, M.; Lilek, Z. (1993)
FAN - 2D, Software for Calculation of Incompressible Flows, Hamburg, Germany.


Tag der Ausgabe:
Tag der Abgabe:


Professor Dr.--Ing Thiele

Webmaster
Last modified: Wed Jul 24 17:04:07 CEST 2002