Professur Praktische Informatik
Projekte


ScaFaCoS – Skalierbare Löser für langreichweitge Wechselwirkungen

– Teilprojekt: Paralleles Sortieren –

Computersimulationen komplexer Vielteilchen-Systeme spielen in vielen Bereichen der Wissenschaft und der industriellen Forschung eine wichtige Rolle. Die Systeme können z.B. im Bereich der Astrophysik aus Sternen aufgebaut sein, oder aus Atomen bzw. Molekülen im Bereich der physikalischen Chemie oder Biophysik. Für die Simulation komplexer Systeme werden effiziente Verfahren zur Berechnung langreichweitiger Wechselwirkungen benötigt, die die Leistungsfähigkeit moderner hochskalierender Plattformen effektiv ausnutzen. Ziel des Forschungsprojektes ScaFaCoS ist die Realisierung einer parallelen Softwarebibliothek mit effizienten Lösern für langreichtweitige Wechselwirkungen, die flexibel in verschiedenen Simulationsanwendungen eingesetzt werden kann.

Das Verbundprojekt "ScaFaCoS" (offizielle Projektseite) ist ein Forschungsvorhaben auf dem Gebiet "HPC-Software für skalierbare Parallelrechner" und wird im Rahmen des Förderprogramms "IKT 2020 - Forschung für Innovationen" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

An der Fakultät für Informatik der TU Chemnitz wird im Rahmen des ScaFaCoS Projektes ein Basismodul mit parallelen Sortierverfahren für Anwendungen des wissenschaftlichen Rechnens entwickelt. Parallele Sortierverfahren werden u.a. bei den für effiziente Parallelisierungen notwendigen Methoden der Datenumverteilung und Lastbalancierung benötigt.

Die aktuelle Version der ScaFaCoS-Bibliothek ist über die Projektseite bei GitHub verfügbar. Die im Teilprojekt an der Fakultät für Informatik der TU Chemnitz entwickelten parallelen Sortier- und Datenumverteilungsverfahren sind darüber hinaus auch als eigenständige Software-Pakete verfügbar.

 

Poster ScaFaCoS


Meldungen


Veröffentlichungen

  • Hofmann, M.; Rünger, G.: Flexible all-to-all data redistribution methods for grid-based particle codes. In: Concurrency and Computation: Practice and Experience, Bd. 30, Nr. 18: S. e4421. Wiley  –  ISSN 1532-0634, 2018. DOI: 10.1002/cpe.4421 Onlineressource verfügbar
  • Hofmann, M.; Nestler, F.; Pippig, M.: NFFT based Ewald summation for electrostatic systems with charges and dipoles. In: Applied Numerical Mathematics, Bd. 122: S. 39-65. Elsevier  –  ISSN 0168-9274, 2017. DOI: 10.1016/j.apnum.2017.07.008 Onlineressource verfügbar
  • Arnold, A.; Bolten, M.; Dachsel, H.; Fahrenberger, F.; Gähler, F.; Halver, R.; Heber, F.; Hofmann, M.; Holm, C.; Iseringhausen, J.; Kabadshow, I.; Lenz, O.; Pippig, M.; Potts, D.; Sutmann, G.: Comparison of scalable fast methods for long-range interactions. In: Physical Review E, Bd. 88, Nr. 6: S. 063308. American Physical Society, 2013. DOI: 10.1103/PhysRevE.88.063308 Onlineressource verfügbar
  • Arnold, A.; Dachsel, H.; Gibbon, P.; Halver, R.; Kabadshow, I.; Winkel, M.; Sutmann, G.; Heber, F.; Wildenhues, R.; Griebel, M.; Pippig, M.; Potts, D.; Hofmann, M.; Rünger, G.; Fahrenberger, F.; Lenz, O.; Holm, C.; Gähler, F.: ScaFaCoS: Scalable Fast Coulomb Solvers – Gemeinsamer Abschlussbericht des BMBF-Projekts –, 2012. DOI: 10.2314/GBV:745259111 Onlineressource verfügbar
  • Hofmann, M.: Effiziente parallele Sortier- und Datenumverteilungsverfahren für Partikelsimulationen auf Parallelrechnern mit verteiltem Speicher, TU Chemnitz, Fakultät für Informatik, Dissertation, 2012. Onlineressource verfügbar
  • Hofmann, M.; Rünger, G.: A Partitioning Algorithm for Parallel Sorting on Distributed Memory Systems. In: Proceedings of the IEEE 13th International Conference on High Performance Computing and Communications (HPCC 2011): S. 402-411. IEEE  –  ISBN 978-1-4577-1564-8. Banff, Kanada, September 2011. DOI: 10.1109/HPCC.2011.59 Onlineressource verfügbar
  • Gibbon, P.; Hofmann, M.; Rünger, G.; Speck, R.: Parallel Sorting Algorithms for Optimizing Particle Simulations. In: Proceedings of the 2010 IEEE International Conference on Cluster Computing, Workshops and Posters (CLUSTER WORKSHOPS): S. 1-8. IEEE  –  ISBN 978-1-4244-8395-2. Heraklion, Kreta, Griechenland, September 2010. DOI: 10.1109/CLUSTERWKSP.2010.5613105 Onlineressource verfügbar
  • Hofmann, M.; Rünger, G.: An In-place Algorithm for Irregular All-to-All Communication with Limited Memory. In: Keller, R.; Gabriel, E.; Resch, M.; Dongarra, J. (Eds.): Recent Advances in the Message Passing Interface: 17th European MPI User's Group Meeting (LNCS, Bd. 6305): S. 113-121. Springer  –  ISBN 978-3-642-15645-8. Stuttgart, September 2010. DOI: 10.1007/978-3-642-15646-5_12 Onlineressource verfügbar
  • Hofmann, M.; Rünger, G.: Fine-grained Data Distribution Operations for Particle Codes. In: Ropo, M.; Westerholm, J.; Dongarra, J. (Eds.): Recent Advances in Parallel Virtual Machine and Message Passing Interface, 16th European PVM/MPI Users Group Meeting (LNCS, Bd. 5759): S. 54-63. Springer  –  ISBN 978-3-642-03769-6. Espoo, Finnland, September 2009. DOI: 10.1007/978-3-642-03770-2_12 Onlineressource verfügbar