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Projektgruppe 603: Green Cluster Computing

Organisatorisches

Lehrende

  • Jens Teubner
  • Thomas Lindemann

Teilnehmer

  • Roman Bernhard
  • Michael Bulinski
  • Dennis Duman
  • Benedikt Freisen
  • Michael Dominik Görtz
  • Uwe Jentsch
  • David Klassen
  • Tobias Klöppner
  • Roland Kühn
  • Dragana Popovic
  • Lili Xu
  • Oliver Zietek

Beschreibung

Durch kontinuierlich wachsende Datenmengen werden immer mehr Aufgaben in Wissenschaft, Technik, Wirtschaft und Gesellschaft begrenzt durch die zur Verfügung stehende Rechenkapazität. Ein Beispiel ist das Teilprojekt C5 des SFB 876, an dem der Lehrstuhl aktuell forscht. Dabei untersuchen wir die Verarbeitung hochvolumiger wissenschaftlicher Daten des LHCb Experiments am CERN in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Experimentelle Physik.

Für die Verarbeitung der anfallenden Daten werden bislang Server mit sehr leistungsstarken Prozessoren verwendet, die eine große Zahl komplexer Instruktionen in geringer Zeit ausführen können. Mit der Erhöhung der Rechenleistung steigt jedoch auch der Ressourcenverbrauch, etwa in Form von Platzbedarf, finanziellen Kosten, Kühlungsanforderungen und in besonderer Weise in Form von Energie.

Moderne Niedrig-Energie- (low power-) Hardware könnte dort Abhilfe schaffen. Sie verspricht besonders geringen Energieverbrauch, der allerdings einhergeht mit einer deutlich geringeren Leistungsfähigkeit des einzelnen Systems. Um den Anforderungen aus der Anwendung―z.B. der des C5-Projekts―gerecht zu werden, müssten daher sehr viele low power-Prozessoren zu einem Cluster zusammengefasst werden.

Die Projektgruppe soll die Möglichkeit des Einsatzes von low power-Prozessoren im Kontext naturwissenschaftlicher Anwendungen evaluieren. Dazu sollen die PG-Teilnehmer ein low power-Rechencluster auf Basis von modernen eingebetteten Prozessoren planen, aufbauen sowie das notwendige Netzwerk-Backend dimensionieren und anschließen. Die Planung umfasst auch vorausgehende Berechnungen zur Dimensionierung des Clusters und Vorhersagen zu den zu erwartenden Engpässen (etwa zur Anbindung des gemeinsamen Speichers). Da die einzelnen Knoten des low power-Clusters jeweils zusätzlich über lokalen RAM und die Möglichkeit des Anschlusses lokaler SSDs mit schneller Zugriffszeit bieten, gibt es hier verschiedene Lösungsansätze, die beim Entwurf des Gesamtsystems zu berücksichtigen sind.

Nach erfolgter Planung soll ein Prototyp aufgebaut werden und seine Rechenleistung auf authentischen, wissenschaftlichen Daten und Verarbeitungsalgorithmen erfolgen. Softwareseitig soll auf etablierte Job Management-Systeme zurückgegriffen werden (insbesondere Apache Flink, Apache Drill, oder auch MapReduce-Implementationen), die gegebenenfalls für die konkrete Situation angepasst und/oder erweitert werden sollen.

Termine

Erstes Treffen

Das erste Treffen (Pflichttermin!) findet statt am 19.07.2016 um 14:00 Uhr in OH12/2.063.



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Contact

Prof. Dr. Jens Teubner
Tel.: 0231 755-6481
Thomas Lindemann
Tel.: 0231 755-2107