Das Forschungszentrum Jülich - d-nb, Archivserver DEPOSIT.D-NB ...

überhaupt konnte die ZAM-Gruppe damit das so genannte "level-splitting" zwischen Grundzustand
und dem "heavy-light"-Meson-Korrelator, der Signatur des "string breaking" in der Gitter-
Quantenchromodynamik, gezeigt werden.
Innerhalb des internationalen "Lattice Data Grid" haben die Institute NIC/ZAM, DESY/Zeuthen und
NIC/Zeuthen begonnen, basierend auf der "d-cache" Middleware ein nationales Gitter- Daten-Grid-
System aufzusetzen. Die Funktionalität dieses Systems zur gemeinsamen Speicherung,
Administrierung und Bereitstellung von multi-TFlops Gitter-Daten konnte erfolgreich demonstriert
werden.
Computer Science: Leistungsanalyse, Visualisierung, Cluster-Computing
Die Forschungsaktivitäten des ZAM im Bereich Computer Science konzentrieren sich auf den Entwurf
und die Implementierung von Cluster-Middleware, Virtual-Reality-Techniken zur Visualisierung
wissenschaftlicher Daten und auf die Leistungsanalyse großer paralleler Anwendungen.
Parallele Anwendungen sind oft nicht in der Lage, die Leistung der darunter liegenden
Rechnerhardware vollständig auszunutzen. Wegen der hohen Komplexität der parallelen Rechner und
ihrer Speicher- und Kommunikationssubsysteme ist eine Leistungsoptimierung jedoch äußerst
schwierig. Man benötigt Werkzeuge, die die Komplexität beherrschen können und es erlauben, das
dynamische Verhalten von parallelen Programmen auf diesen Systemen zu beobachten. Da das ZAM
eine große Vielfalt verschiedener Rechnerarchitekturen betreibt, ist es sehr wichtig, dass diese
Werkzeuge auf all diesen Systemen portabel eingesetzt werden können. Deswegen konzentrierten
sich die Arbeiten im Rahmen des Projekts KOJAK, einer Umgebung für die automatische
Leistungsanalyse paralleler Programme, in 2004 darauf, die Portabilität, Robustheit, und die
Verlässlichkeit der KOJAK-Komponenten zu verbessern. Das Monitorsubsystem wurde auf neue
Plattformen portiert und ausführlich getestet. Im Einzelnen waren das Linux Opteron- und Itanium-
Cluster, DEC/HP AlphaServer, NEC SX Serie, CRAY X1 und IBM Blue Gene/L. Unter
Berücksichtigung der bereits implementierten Plattformen (Linux IA32, SUN, IBM Power3 und Power4,
SGI Origin und Altix, Hitachi) unterstützt KOJAK nun alle gängigen Parallelrechner, die derzeit in
Gebrauch sind Darüber hinaus wurden viele Komponenten erweitert und verbessert. Ein
Ereignismodell und Leistungsmerkmale für MPI-2 und herstellerspezifische einseitige Kommunikation
wurden entwickelt und die dazu nötige Software zur Instrumentierung, Messung und Analyse
implementiert. In Zusammenarbeit mit dem ICL, University of Tennessee, wurden Komponenten von
KOJAK zur automatischen Analyse (EXPERT) und Ergebnispräsentation (CUBE) erweitert und
verbessert.
Das im ZAM bestehende Angebot an 3D-Visualisierungssytemen wurde um eine in der VR-Rotunde
installierte Passiv-Stereo-Projektionswand sowie um ein transportables Projektionssystem, welche
beide jeweils mit einem Linux-PC betrieben werden, vergrößert. Die in Kooperation mit der Universität
Moskau entwickelte Visualisierung von Magneto-Hydrodynamik-Daten wurde um die Möglichkeit der
Stereo-Darstellung erweitert und kann nun auf den Passiv-Stereo-Projektionssystemen präsentiert
werden. Eine Visualisierung astronomischer Daten, basierend auf Simulationsrechnungen des
Astronomischen Rechen-Instituts Heidelberg, wurde mit dem Open-Source-Visualisierungstoolkit VTK
realisiert. Dabei wurde eine Schnittstelle von VTK zu der im ZAM entwickelten
Kommunikationsbibliothek VISIT geschaffen, die eine Online-Visualisierung der laufenden Simulation
ermöglicht. Das Programm SenSitus, welches die Darstellung und das über haptisches Rendern
unterstützte Einpassen biologischer Moleküle erlaubt, wurde um Fitting-Routinen mit Laplacegefilterten
Datensätzen erweitert. Damit konnten die Einpass-Resultate bei schlecht aufgelösten
Datensätzen (>30 Angström) verbessert werden.
Das wissenschaftliche Höchstleistungsrechnen wird in zunehmendem Maße durch Cluster-Computer
bestimmt. Auch das NIC strebt an, in Zukunft einen signifikanten Anteil des Rechenzeitbedarfs durch
solche Systeme abzudecken. Zur Identifikation geeigneter Hard- und Softwaresysteme wurde ein
heterogenes Testsystem beschafft und in Betrieb genommen. In ihm sind die heute gängigen
Prozessor- und Kommunikationsplattformen vereint, so dass sowohl die Interoperabilität zwischen
diesen getestet, als auch die Funktionalität der verschiedenen Softwaresysteme, die zur Installation
und zum Betrieb eines Clusters notwendig sind, erprobt werden kann.
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