Forschung im HLRN-Verbund 2011

209Abbildung 1: Oben: Mehrteilchendynamik – Vergleich der Rechenleistung verschiedener heterogener Plattformenbei der Simulation einer Mehrteilchendynamik mittels Verlet-Integration (in 32 bit-Genauigkeit).Verglichen wird die erreichte Anzahl der berechneten atomaren, nicht-bindenden Wechselwirkungenpro Zeit (Lennard-Jones-Rate). Diese Rate ist neben der Berechnung der Coulomb-Interaktionenbestimmend für die Gesamtrechenleistung einer Mehrteilchendynamik. GPGPU-Plattformen profitierenhier von der besseren Balance von Rechenleistung und Bandbreite zum lokalen Speicher(On-Board), wenn die Daten darin komplett vorgehalten werden können. Der CellBE-Prozessor,gemessen auf einer IBM QS22-Plattform (s. a. IBM RoadRunner) und die älteren ClearSpeed-Prozessoren (CSX e620) folgen im Leistungsvergleich. Die Leistung der x86-CPUs wurde auf einem(mittlerweilen älteren) Dual-Socket-Knoten mit FSB-Anbindung an den Hauptspeicher gemessen.Unten: Datenkodierung/Fehlertoleranz – Durchsatzraten für das Cauchy Reed-Solomon-Verfahren. Durch die hardware-nahe Implementierung hängt der erzielbare Durchsatz hauptsächlichvon der effektiven Speicherbandbreite ab. Sowohl heterogene Systeme mit CellBE oder FPGA alsauch aktuelle x86-CPUs mit Quickpath-Interface zeigen die besten Durchsatzraten. Hinsichtlich derDurchsatzleistung zeigen GPGPU–Plattformen hier den Nachteil ihrer heutigen Anbindung überein Bus (PCI-Express) an den Host. Von der effizienten Implementierung und flexiblen Erzeugungder Redundanzdaten können komplexe Datenspeichersysteme und hochskalierende paralleleAnwendungen profitieren.Methodenentwicklung