OPTIMA
Optimierung industrieller Anwendungen für heterogene HPC-Systeme mit FPGAs

Description

Motivation

Ziel des Gemeinsamen Unternehmens EuroHPC ist der Ausbau und die Stärkung eines ganzheitlichen Ökosystems im High-Performance Computing in Europa. In EuroHPC werden Höchstleistungsrechner in Europa beschafft und betrieben. Parallel werden FuE-Projekte zu Technologien und Anwendungen gefördert. In den Projekten des Förderaufrufs 2019 sollen Open-Source-Komponenten für neue mathematische Methoden und Algorithmen in Bezug zu industriellen HPC-Anwendungen gesetzt werden. Neben signifikanten Verbesserungen der Softwarebasis steht deren Demonstrierbarkeit für die industrielle Nutzung im Vordergrund.

Ziele und Vorgehen

Ein vielversprechender Ansatz, um eine höhere Rechenleistung für zukünftige industrielle HPC-Anwendungen zu realisieren, ist die Verwendung von programmierbaren Logikgattern (FPGAs). Diese können jederzeit neu konfiguriert werden; so kann die Prozessorhardware optimal für bestimmte Anwendungen konfiguriert werden. Damit kann eine höhere Leistung und eine bessere Energieeffizienz erreicht werden als dies mit anderen Prozessortypen (CPU oder GPU) möglich ist, wobei aber die Stückkosten der FPGAs höher und deren Chipflächen größer sind. Das OPTIMA-Konsortium hat sich zum Ziel gesetzt, industrielle Anwendungen sowie verschiedene Open-Source-Bibliotheken auf zwei unterschiedliche FPGA-basierte HPC-Systeme zu portieren und sie für diese zu optimieren. Um die Lösung industriellen Anwendern (u. a. Automobilindustrie, Fertigungstechnik) anbieten zu können, werden einfach zu bedienende Benutzeroberflächen bereitgestellt.

Innovationen und Perspektiven

Die FPGA-basierten HPC-Systeme, die durch ihre maßgeschneiderte Prozessorarchitektur höchst energieeffizient sind, werden für die Anwendungsentwicklung bereitgestellt. Dies kann insbesondere für die beteiligten europäischen KMU ein Wettbewerbsvorteil darstellen.