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Evaluation und Verbesserung eines Task-Schedulers für eine HPC Anwendung

Messerschmidt, Marius (2020) Evaluation und Verbesserung eines Task-Schedulers für eine HPC Anwendung. Bachelor's, Duale Hochschule Baden-Württemberg Mannheim.

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Abstract

Bei der Auslegung von Turbomaschinen wird immer stärker auf die computergestützte numerische Simulation (CFD) gesetzt. Diese Rechnungen sind im Allgemeinen sehr aufwändig, was dazu führt, dass sie parallel abgearbeitet werden müssen, um Ergebnisse in akzeptablen Zeitspannen zu erhalten. Durch immer leistungsfähigere Rechenknoten wird dabei verstärkt auf Shared-Memory Parallelisierung gesetzt. Eine Möglichkeit dies zu implementieren ist die sogenannte Task-Parallelisierung, welche die zu bearbeitende Aufgaben in einzelne kleine Tasks zerlegt welche dann teilweise parallel ausgeführt werden können. Um zu koordinieren, wann welcher Task auf welchem Rechenkern ausgeführt wird, benötigt man einen Scheduler. In dieser Arbeit wird der Task-Scheduler des DLR-Strömungslösers TRACE analysiert und seine Performance evaluiert. Dabei werden vor allem zwei mögliche Probleme aufgezeigt: Die ineffiziente Verwaltung der Tasks, sowie eine möglicherweise nicht-optimale Priorisierung der Tasks. Danach werden einige alternative Datenstrukturen vorgestellt, welche zwar in der Lage sind Skalierungsprobleme zu lösen, jedoch in der aktuellen Konfiguration eine schlechtere Performance aufweisen. Darüber hinaus werden einzelne Sortierungskriterien analysiert und einige alternative Sortierungskriterien evaluiert. Durch diese neue Sortierung wird ein Performancegewinn von 2 - 3% erzielt.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/140056/
Document Type:Thesis (Bachelor's)
Title:Evaluation und Verbesserung eines Task-Schedulers für eine HPC Anwendung
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iD
Messerschmidt, MariusMarius.Messerschmidt (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:11 September 2020
Refereed publication:Yes
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:73
Status:Unpublished
Keywords:Turbomaschine,CFD,Shared-Memory Parallelisierung,Scheduling,Benchmark,HPC
Institution:Duale Hochschule Baden-Württemberg Mannheim
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:propulsion systems
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L ER - Engine Research
DLR - Research theme (Project):L - Virtual Engine and Validation methods (old)
Location: Köln-Porz
Institutes and Institutions:Institute of Propulsion Technology > Numerical Methodes
Deposited By: Backhaus, Jan
Deposited On:11 Jan 2021 13:45
Last Modified:11 Jan 2021 13:45

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