Themengebiet Computing

  IBM Blue Gene Supercomputer Urheberrecht: FZJ

Die Verarbeitung von Daten mit dem Computer kann symbolisch oder numerisch erfolgen. Beide Konzepte basieren auf grundverschiedenen methodischen Ansätzen, obwohl in manchen Fällen symbolische (Vor-)Berechnungen eingesetzt werden, um nachfolgende numerische Berechnungen zu beschleunigen. Der Begriff Computing bezieht sich allgemein auf numerische Berechnungen bzw. innerhalb dieses Themengebiets im weiteren Sinne auf die damit verbundenen Pre- und Post-Processing-Ansätze wie Gittergenerierungs- oder Visualisierungsmethoden. Neben hochentwickelten Lösungsverfahren oder auch Modellansätzen ist das Computing, also die effiziente numerische Umsetzung seitens der dazu benötigten Software und Hardware, für die Bearbeitung der anderen in diesem Kapitel aufgeführten Themengebiete wie Data oder Modeling bzgl. zukünftiger Forschungsanstrengungen von zentraler Bedeutung. Das High-Performance Computing (HPC), das durch die Verbindung intelligenter Rechnerarchitektur und Numerik in der Lage ist, großskalige Problemstellungen aus einer Vielzahl von wissenschaftlichen und gesellschaftlich relevanten Bereichen anzugehen, stellt im wissenschaftlichem Umfeld des Computing lediglich eine Facette auf einem sehr anspruchsvollen Niveau dar.

Themengebiet Computing im Profilbereich

Zusammen mit dem Forschungszentrum Jülich besitzt die RWTH eine einzigartige Rechnerinfrastruktur, die als eine exzellente Hardwarebasis für den Profilbereich CompSE anzusehen ist. Über JARA-HPC hat der Profilbereich bereits einen privilegierten Zugang zur Tier-0 Rechnerarchitektur JUWELS und JURECA und kann somit die geplanten Forschungsvorhaben der vier Themengebiete priorisiert bearbeiten. Der weitere Ausbau im Hinblick auf eine Exascale-Rechnerarchitektur ist momentan Gegenstand mehrerer Projekte wie DEEP. In der Antragsphase befindet sich außerdem die Erneuerung der Tier-1 Rechnerarchitektur an der RWTH Aachen. Der vom IT-Center federführend gestaltete Antrag sieht eine Rechenleistung von ca. 900 TFlops ab 2017 vor. Durch die einzigartige Jülich-Aachen-Research-Alliance ist somit gewährleistet, dass in einem ca. 3 -jährigen Rhythmus jeweils die neueste Rechnertechnologie auf dem Tier-1-Level für die Forschungsarbeit zur Verfügung steht, da die Ertüchtigung der Rechnerkapazität in Jülich und an der RWTH in Abstimmung gegenüber Land und Bund wechselweise nach 6 Jahren erfolgt. Aufbauend auf dieser ausgezeichneten Rechnerinfrastruktur sollen die folgenden Forschungsthemen als Teil der zukünftigen wissenschaftlichen Herausforderungen bearbeitet werden:

  • Exascale Computing
  • Hocheffiziente Parallelisierung von Programmmodulen
  • Programmverifikation
  • Wissenschaftliche Visualisierung
  • Gittergenerierung
  • Rechnerarchitekturen

Im Umfeld dieser integrativ interdisziplinär voranzutreibenden Forschungsthemen eignet sich die an der RWTH existierende Tier-1-Rechnerarchitektur als ideales Ausbildungsfeld, um den multidisziplinär vernetzten wissenschaftlichen Nachwuchs im Profilbereich CompSE an zukünftige Tier-0 HPC-Strukturen heranzuführen.