HPC projects in Germany

ASIL befasst sich mit der Entwicklung effizienter und robuster Lösungsverfahren für größte Gleichungssysteme und der Erstellung einer Softwarebibliothek.

Das ECOUSS Projekt zielt darauf ab, die Compilerfähigkeiten dahingehend auszubauen, dass der Programmierer den Compilierprozess intelligent erweitern und steuern kann, so dass domänenspezifische Optimierungen schnell konstruiert und über verschiedene Plattformen hinweg eingesetzt werden können.

Das Projekt hat das Ziel, das Verhalten paralleler Programme zum Energieverbrauch eines Rechnerclusters während des Programmlaufs in Beziehung zu setzen.

In ELP, a modified OpenMP runtime will be developed, delivering runtime internal information to correctness analysis tools like MUST or debuggers like DDT. This will allow detecting certain error classes automatically.

Es sollen effiziente Algorithmen für das Eigenwertproblem bei großen symmetrischen Matrizen entwickelt und für den Einsatz auf sehr hohen Prozessor-Core-Zahlen zukünftiger Petaflop-Rechner parallelisiert, portiert und optimiert werden.

Since the advent of programmable graphics processing units, accelerators are also more commonly used in HPC to compute jobs cost efficiently on considerably smaller clusters. ENHANCE aims at simplifying the necessary software development for these heterogeneous architectures by automatic parallelization and translation of loops as well as by extending the operating system with a scheduler that enables fair sharing of the accelerators computation time among processes.

Mit EPE werden die in Rheinland-Pfalz und Hessen bestehenden Kompetenznetzwerke ausgebaut und die wissenschaftliche HPC-Expertise der Projektbeteiligten an die Nutzerinnen und Nutzer der Hochleistungsrechner weitergegeben. Ziel ist die Verbesserung der Performance der Anwendungscodes und damit die effizientere Nutzung der Hochleistungsrechner.

FaST deals with the temporal and spatial placement of processes on high performance computers of the future. It is widely assumed that the current trend in hardware development will continue and that the CPU performance will therefore grow considerably faster than the I/O performance.

The FEPA project develops an infrastructure which allows HPC centers to monitor application performance and energy efficiency of large scale systems.

Eine fehlertolerante Umgebung für peta-scale MPI Löser

Ziel des GASPI Projektes ist es aus dem PGAS-API (GPI) des Fraunhofer ITWM ein für die breite HPC-Community geeignetes Programmierwerkzeug zu entwickeln und durch die Definition eines Standards eine verlässliche Basis für zukünftige Entwicklungen zu schaffen.

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung generischer Methoden und Werkzeuge für die Adaption und Optimierung strömungsmechanischer Codes auf Many-Core HPC Architekturen und deren exemplarische Anwendung auf die DLR-Codes TAU und TRACE.

The goal of HighPerMeshes is to develop a practically usable domain-specific framework for the efficient, parallel and scaling implementation of iterative algorithms on unstructured grids.

Hocheffiziente integrierte Simulation von Elektromembranverfahren zur Entsalzung von Meerwasser

The project team develops a CFD tool for real gas and multiphase flows, which takes into account new hardware architectures and exploits them. The CFD tool FLEXI, developed at the IAG (University of Stuttgart), is used as a basis.

The aim of the research project is the application-oriented development of innovative algorithms and an HPC-software for the performance of multiscale machine simulations. The project is part of the OpenModelica program.

Hochgenaue Rechenmethoden benötigen im Regelfall außerordentlich lange (serielle) Rechenzeiten, so dass sich der prinzipielle Vorteil der computergestützten Verfahren im Umfeld der industriellen Pharmaforschung nur dann entfalten kann, wenn innovative Algorithmen und theoretische Methodik speziell auf HPC-Architekturen zugeschnitten werden.

Im Rahmen des vom BMBF geförderten Projektes (HPC-FLiS) wollen das Institut für Nachrichtentechnik der TU Dresden und das ZIH gemeinsam mit dem DLR in Köln, der Universität Paderborn und der Siemens AG ein Framework entwickeln, das die hochparallele Lösung inverser Streuprobleme auf strukturierten Gittern ermöglicht.

The efficient use a growing number of CPU cores in embedded devices and at the same time high safety demands for such systems pose a challenge to industry and academia. The aim of this project is to build an HPC-platform for the verification of complex safety requirements for software.

Das Ziel des Projektes ist innerhalb kurzer Zeit für wenige geeignete und produktionsrelevante Lastfälle das volle Potential von GPGPUs in einem Rechenknoten als auch in einem Clusters von hybriden Rechenknoten, d.h. Rechenknoten mit GPGPUs, zu demonstrieren bzw. zu bestimmen.

Im Projekt sollen die international erfolgreichen MD- Codes der Anwendungspartner ITT/ LTD in die Lage versetzt werden, den Leistungsgewinn zukünftiger Rechner nutzen zu können. Um große Cluster von Multi-Core-Prozessoren effizient zu nutzen zu, müssen die vorhandenen Anwendungen und Algorithmen überdacht und neue parallele Methoden entwickelt werden.

Im Rahmen des Projektes wird eine skalierbare Systemüberwachung realisiert, die in verteilter Weise automatisch kritische Systemeigenschaften bestimmt.

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer robusten, hoch-skalierbaren verteilten Laufzeitumgebung für Cluster aus heterogenen Mehrkernprozessoren (Cell-Prozessor).

Ziel dieses Vorhabens ist es, aufbauend auf erfolgreichen methodischen Vorarbeiten der Konsortialpartner, etablierte Leistungsanalysewerkzeuge mit automatischer Funktionalität zur Untersuchung der Leistungsdynamik auszustatten.

The aim of the project is to achieve the performance of modern HPC systems easily for the application programmer and to achieve high performance on all current high-performance computers without changing the source code.

Metacca is a research project funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) through a directive for funding for “basic research for HPC software in high-performance computing”. The goal of Metacca is to extend the AnyDSL framework into a homogeneous programming environment for heterogeneous single- and multi-node systems. To this effect, the existing programming language and compiler will be extended by an expressive type system and language features enabling efficient programming of accelerators. Significant aspects of this extension concern the modeling of memory on heterogeneous devices, distribution of data to multiple compute nodes and improving the precision and power of the partial evaluation approach.


Within the project further support for distribution and synchronization for data-parallel programs will be built on top of these language enhancements as a library making use of AnyDSL’s partial evaluation features. Performance models and static analysis tools will be integrated into the AnyDSL tool chain to support development of applications and tuning of parameters. A runtime environment with built-in performance profiling will take care of resource management and system configuration. The resulting framework is evaluated using applications from bioinformatics and ray tracing. The target platforms are single heterogeneous nodes and clusters with several accelerators.

The MyThOS project targets at reducing the overhead of the operating system in HPC applications, in order to increase the degree of parallelism and thereby performance.

Die Kombination des Einsatzes von Sequenzierautomaten der neuesten Generation mit einer effizienten Nutzung aktueller Rechnerarchitekturen ermöglicht es, genetisch bedingte Erkrankungen schneller aufzuklären und, wie beispielsweise im Falle von Krebserkrankungen, Therapieentscheidungen von einem solchen „Genom-Check“ abhängig zu machen.

The ParaPhase project aims at space-time parallel and adaptive simulations of phase-field models for liquid phase epitaxy and fracture propagation.

Im Kooperationsprojekt der Hamburger Rechenzentren werden Services etabliert und Forschungen durchgeführt um das Performance Engineering zu fördern.

PerficienCC improves the use of application specific hardware accelerators - FPGA - through specific implementations and analysis.

Ein automatisiertes Profilingtoolkit soll das Bewusstsein für Performance-Probleme vergrößern und zur Optimierung von Anwendungen motivieren.

ProPE entwickelt und implementiert Konzepte für eine verteilte, nachhaltige und strukturierte HPC-Anwenderunterstützung an Tier-2/3 IT-Zentren.

Es soll eine parallele Bibliothek für langreichweitige Wechselwirkungen in atomistischen Systemen für Simulationen auf massiv parallelen Architekturen erstellt werden.

Zentrales Ziel des Projektes ist, ausgehend von vorhanden und langjährig erprobten Komponenten, ein prototypisches aber durchaus produktiv nutzbares, flexibles und hochskalierbares Erd-System-Modell.

The main goal of the Score-E project is to develop and provide user-friendly tools for the analysis and optimization of the energy requirements of HPC applications.

The research project SeASiTe has the purpose to thoroughly investigate self-adaptation of time-step-based simulation codes on heterogeneous HPC systems. The goal is the design and provision of a software toolset with which the application programmer can enrich a time-step-based simulation code with self-adaptation techniques.

Ziel ist die Unterstützung von Wissenschaftlern, die auf Hochleistungscomputern rechnen wollen. Es werden Kurse und Wissensaustausch organisiert, sowie die Nutzer bei der Optimierung ihrer Software beraten.

Das Hauptziel des SILC-Projektes ist das Design und die Implementierung einer gemeinsamen Infrastruktur zur Instrumentierung und Laufzeit-Datenerfassung für die bereits etablierten Performance-Tools Periscope, Scalasca, TAU und Vampir.

The main objective of the SIMOPEK project is to model, simulate and optimize the energy efficiency of high performance data centers using a wholistic approach using the data center of BAdW-LRZ.

SIOX' main goal is to gain an overview of all the I/O activity taking place on a HPC system, and to use this information to optimize it.

Bestehende Lattice-Boltzmann-Verfahren sollen so zur Lösung praxisrelevanter Multi-Physik-Anwendungsfälle auf hochskalierenden Parallelrechnern erweitert und optimiert werden.

Molecular dynamics (MD) simulations form the basis for investigating many relevant application scenarios in science and engineering. At the heart of these simulations lie physically meaningful and quantitative models of molecular interactions, requiring precise validation through state of the art ab initio calculations and experimental data.

Dieses Projekt betrachtet die gesamte Software-Entwicklung zur numerischen Simulation instationärer Strömungen aus komplexen Anwendungen.

The main goal of TaLPas is to provide a solution to fast (i.e., auto-tuning-based and node-level optimized) and robust simulation of many, potentially dependent particle systems in a distributed environment.

Konzeption und Realisierung einer robusten und hochskalierbaren Monitoringlösung, Entwurf und die Realisierung eines auf Virtualisierungskonzepten basierenden Systems zur Partitionierung und dynamischen Nutzungszuordnung von sehr großen Rechensystemen

Die Herausforderung in diesem Projekt ist die volle Breite der Quellen-Formate: Texte und Bilder, Spalten und Bildunterschriften, Tabellen und Diagramme, Kolumnen und blogs, die alle automatisch, aber mit Sinn und Fachverstand interpretiert werden sollen.

Ziel des Vorhabens ist das Erstellen einer flexiblen, hochparallelen, skalierbaren Integrationsumgebung zur Postprozessierung und interaktiven Visualisierung, das dem gesteigerten Datenaufkommen aus den verschiedenen Disziplinen gerecht wird, indem es die komplexe verfügbare Rechnerinfrastruktur im Hinblick auf den Benutzer optimal ausnutzt.

The aim of this project is the development of a HPC Toolbox for simulating and inverting acoustic and elastic waves. By implementing the Library for Accelerated Math Applications (LAMA) the Toolbox can be ported and optimized for multiple computer architectures.