2. Abschattung Kosmischer Strahlung durch den Mond in IceCube

Test des Verfahrens
Fazit
Insgesamt kann eine recht konsistente Beschreibung der Analyse mit einer GPU und mit einem
CPU-Cluster nachgewiesen werden.
5.3. Performance
Zwischen einer Mondschattenanalyse mit CPU und GPU ist ein klarer Performanzunterschied zu
erkennen. Jedoch kann dieser schlecht direkt verglichen werden, da es unterschiedliche Vorraussetzungen
gibt.
Bei einer CPU Analyse wurde die Berechnung des minimalen − log L-Werte für jeden Gridpunkt
sequentiell berechnet. Die Rechenzeit auf einer 64 Bit CPU mit 3 GHz beträgt etwa 20 Minuten pro
Gridpunkt.[11] Auch bei Berechnungen auf einem Cluster mit etwa 500 Computern benötigt die
Analyse im Optimalfall bei einem Grid mit 31x31 Gridpunkten etwa eine Stunde. Der Optimalfall,
das alle Computer eines Clusters gleichzeitig frei sind und nur für die Analyse verwendet werden
können, tritt selten auf. Die Rechendauer hängt stark von der Auslastung des Clusters ab und
beträgt in der Regel einige Stunden. Aus diesem Grund ist es nicht möglich hohe Auflösungen in
der Analyse zu erreichen. Würde die Analyse für ein 31x31 Grid auf einer einzigen CPU berechnet,
so würde die Rechendauer etwa 450 Stunden (18,75 Tage) betragen.
Die Mondschattenanalyse auf einer GPU wurde mit einem Grid von 128x128 durchgeführt. Dies
ist möglich, da diese Rechnungen parallel ausgeführt werden. Hierbei kommt es nicht auf einige
Gridpunkte mehr oder weniger an, da sich die Rechenzeit erst verlängert, wenn die Anzahl der
Blöcke dadurch größer als das nächste Vielfache der Kerne auf der verwendeten Graphikkarte
wird.
Die Verwendung einer einzigen GPU bietet die Möglichkeit diese Analyse innerhalb von eineinhalb
Stunden durchzuführen. Hierbei wird kein Cluster benötigt. Jedoch hängt die Rechenzeit
stark von der Genauigkeit der Minimierung ab. Die genauen Rechenzeiten für unterschiedliche
Toleranzen sind in Tabelle 5.1 aufgeführt. Zudem sind auf der unter Abbschnit 4.3 beschriebenen
Maschine drei Graphikkarten installiert. Darum können drei Analysen, beispielsweise für On-Source
und Off-Source 1 und 2, gleichzeitig durchgeführt werden.
Somit wird im Regelfall die Analyse mit einer GPU wesentlich schneller sein als mit CPU Clustern.
Um nun die Vorteile der Berechnung der Mondschattenanalyse auf Graphikkarten auszunutzen,
werden im folgenden Kapitel zwei kleine Untersuchungen durchgeführt.
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