SES-HPC: Dienstleistung und Schulung für erfahrene und neue HPC Tier 3 Nutzer

• Antragstellerin: Professorin Dr. Sabine Roller, bis 2/2021
• Fachliche Zuordnung: Datenmanagement, datenintensive Systeme, Informatik-Methoden in der Wirtschaftsinformatik ; Softwaretechnik und Programmiersprachen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320892061

Um eine transparente Nutzung der gesamten HPC Pyramide zu ermöglichen müssen die Nutzer auf allen Ebenen unterstützt und geschult werden. Leider besteht eine Diskrepanz zwischen dem großen Angebot auf den höheren Ebenen (Tier-1, Tier-0) und geringer werdenden Dienstleistungen, je weiter man die Pyramide hinabgeht. Dabei müssen Kompetenzen im HPC, sowohl für Nutzer als auch ihre Software, bereits auf Tier-3 Level aufgebaut werden.Daher sieht dieses Projekt einen anreizbasierten Ansatz vor, um HPC Nutzer auf Tier-3 Ebene zu unterstützen. Dabei konzentrieren wir uns auf die erfahrenen Nutzer, die ihren eigenen Code schreiben und an der Grenze zu Tier-2 und Tier-1 Systemen stehen. Es werden Performance Reviews angeboten. In diesen werden die Leistung, die Effizienz und die Skalierbarkeit eines Codes zusammen mit den Wissenschaftlern analysiert. Identifizierte Probleme (z.B. schlechte serielle Leistung, ungenügende Skalierbarkeit, oder ungeeignete numerische Algorithmen etc.) sollen durch Verbesserungsvorschläge angegangen werden. Der Fokus liegt auf den Teilen im Code, bei denen der größte Einfluss auf die Leistung erzielt werden kann. Um sicher zu stellen, dass die vorgeschlagenen Veränderungen auch in Zukunft von den Nutzern beibehalten und betreut werden können, wird die zweite Säule des Projekts aus Kursen und Training gebildet. Kurse, in denen die Prinzipien von Performanz und Parallelität aufgezeigt werden, sollen die Wissenschaftler in die Lage versetzen, ihre Software auf die nächste höhere Tier Ebene zu bringen.Die dritte Säule soll mit wenig Aufwand die Nutzer mit mittlerer Erfahrung, welche üblicher Weise kommerzielle oder Open-Source Software einsetzen unterstützten. Es werden die optimalen Konfiguration der Software (z.B. das ideale Verhältnis von MPI Prozessen zu OpenMP Threads), die Suche nach der am besten geeigneten Hardware für die Anwendung und das Erlangen des Zugangs zu entsprechenden Systemen unterstützt. So ist z.B. OpenFOAM für Strömungssimulationen auf dem Tier-1 System am HLRS installiert und optimiert, oder die Chemie Software NWChem auf dem Tier-2 Rechner in Köln verfügbar.Die Unterstützung der Nutzer beim Hinaufsteigen der Pyramide bildet die vierte Säule in unserem Projekt, indem wir Tier-3 Nutzer bei den Anträgen für höhere Ebenen unterstützen. Das beinhaltet die Wahl des Systems, Performance-Tests und -Analyse der Software auf dem System als Voraussetzung für einen bewilligten Antrag bis hin zu administrativen Dingen, beispielsweise wo man die Anträge findet und wie man die Anforderungen erfüllt.Ein wichtiger Aspekt in dem Projekt ist der organisierte Wissenstransfer, um nachhaltige Dienste für HPC Nutzer anbieten zu können. Ergebnis-Workshops werden für ein breites Publikum angeboten (z.B. Wissenschaftler anderer Universitäten, Industriepartner, etc). Zusätzlich sollen die Erkenntnisse aus Parameterstudien und Code-Optimierungen in einem Wikipedia-artigen Portal für jeden verfügbar zur Verfügung gestellt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Daniel Harlacher