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teaching:hamburg:wintersemester_2012_2013:architekturen_von_hochleistungsrechnern [2019-01-04 18:02] (current)
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 +====== Proseminar „Architekturen von Hochleistungsrechnern“ ======
  
 +===== Beschreibung =====
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 +Ein Supercomputer stellt eine Rechenleistung zur Verfügung, die um mehrere Größenordnungen über der Rechenleistung einzelner PCs liegt. So erreicht der aktuell schnellste Rechner der Welt, der //K Computer//, knapp 10 Petaflops, d.h. 10^16 Fließkommanaoperationen pro Sekunde, ein normaler Desktop PC bewältigt "​nur"​ gut 10^9 Operationen. Der Aufbau eines Hochleistungsrechners aus verschiedenen Basiskomponenten und dessen Konstruktion wird als Architektur bezeichnet.
 +Es gibt viele kreative Möglichkeiten einen Hochleistungsrechners aufzubauen. Mainframes sind monolitische Großrechner,​ im Gegensatz dazu sind in einem Cluster Computer viele unabhängige Systeme miteinander vernetzt. Eng verknüpft mit der Architektur ist auch das Programmiermodell,​ die Anbindung an das Speichersystem der einzelnen Prozessorelemente ist hierbei entscheidend.
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 +In diesem Seminar werden verschiede Architekturen von Supercomputern beleuchtet.
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 +Beachten Sie auch unsere allgemeinen organisatorischen [[:​teaching:​hamburg:​organisatorisches:​start#​proseminare|Hinweise zu Proseminaren]].
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 +===== Zielgruppe =====
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 +Das Proseminar eignet sich für Studierende der Informatik in den Diplom- und Bachelorstudiengängen.
 +Studierende anderer Studiengänge müssen die Anrechnung mit dem jeweiligen Prüfungsausschuss klären.
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 +Interessierte Zuhörer sind auch herzlich willkommen.
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 +===== Daten der Veranstaltung =====
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 +|| Zeit || Mittwoch 16--18 Uhr ||
 +|| Ort || [[http://​maps.google.com/​maps?​q=DKRZ,​+Bundesstra%C3%9Fe+45a,​+20146+Hamburg&​hl=de&​cd=2&​ei=BUxYS-GvKIuLOKaotbgJ&​sig2=Kv8CBjHeXm8lAVC3XxRrIQ&​ie=UTF8&​view=map&​cid=262423906154203330&​ved=0CBsQpQY&​hq=DKRZ,​+Bundesstra%C3%9Fe+45a,​+20146+Hamburg&​hnear=&​z=16&​iwloc=A|DKRZ]],​ Raum 034 ||
 +|| Beginn || 17.10.2012 ||
 +|| Vorbesprechung || 17.10.2012 -- 16--18 Uhr ||
 +|| Mailingliste || [[http://​wr.informatik.uni-hamburg.de/​listinfo/​avh-1213|AVH-1213]] ||
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 +===== Dozenten =====
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 +  * Nathanael Hübbe
 +  * Michael Kuhn
 +  * [[about:​people:​julian kunkel]]
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 +===== Themenliste =====
 +Die Themenliste hier gibt eine erste Übersicht über den Inhalt des Seminars, die Liste wird noch nach Absprache mit den Teilnehmern angepasst. ​
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 +  * Grundbegriffe & Architekturprinzipien ​
 +    * Ebenen des Parallelismus (instruction level, thread level, Daten, pipelining) ​
 +    * SISD, SIMD, MIMD, MISD
 +    * Speicheranbindung:​ Gemeinsamer vs. verteilter Speicher
 +    * (Unbedingt Folien von T.Ludwig und MIT (s.u.) anschauen)
 +  * Superskalare Prozessoren
 +    * Ein Superskalarer Prozessor führt mehrere Operationen gleichzeitig aus
 +    * Compiler vs. run-time scheduling
 +    * Spekulative und out-of-order Ausführung
 +    * Technik und Implementation
 +  * Gemeinsamer Speicher
 +    * Cache Kohärenz
 +    * Virtueller gemeinsamer Speicher
 +    * Technik und Implementierung
 +  * Heterogene Systeme
 +    * GPU oder FPGA Unterstützung
 +    * Details zur Technik und Umsetzung
 +  * Architekturen in der Top500 Liste
 +    * Historie der Informatik inkl. Benennung diverser (Computer) Systeme
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 +==== Existierende Architekturen im Detail ====
 +Bei diesen Themen sollen Details zur Rechnerarchitektur gegeben werden.
 +Wie kommunizieren,​ berechnen und speichern die einzelnen Architekturen (und gerne reale Systeme) Daten.
 +Die Angegebenen Systeme sind lediglich Beispiele, hier ist noch vieles möglich.
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 +  * Historische Architekturen ​
 +    * Mainframes
 +    * Vektorrechner
 +  * Massively Parallel Supercomputer (Cluster / MPP)
 +    * Blue Gene Q
 +    * K Computer
 +  * Forschung im Bereich der Architekturen
 +    * "Fresh Breeze"​ Architektur
 +  * Heterogene Architekturen
 +    * Tianhe 1a
 +    * Convey HC-1 (ex)
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 +Weitere Themen können gerne vorgeschlagen werden. ​
 +===== Zeitplan =====
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 +  * Termine bis einschließlich 12. 12. 2012 finden nicht statt.
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 +  *  19. 12. 2012 **Heterogene Systeme** -- //Robert Pfeffer// ((Julian Kunkel))
 +  *  30. 1. 2013 **Gemeinsamer Speicher** -- //Hanno Hilbert// ((Michael Kuhn))
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 +===== Materialien =====
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 +===== Literaturhinweise =====
 +  * [[http://​desktop2petascale.org/​resources/​34/​download/​Intro.Parallel.Architechtures.pdf|Introduction to Parallel Architectures]]