13.04.2022
Im Rahmen der deutschen Erdsystem-Modellierungs-Strategie nahm im November 2021 ein über das Projekt natESM finanziertes nationales Support-Team seine Arbeit auf, um die Entwicklung von Klimamodellen bei technisch orientierten Fragen in sogenannten “Sprints“ (Arbeitspakete in der agilen Softwareentwicklung) gezielt zu unterstützen. So bietet das DKRZ gemeinsam mit dem Jülich Supercomputing Centre (JSC) die Möglichkeit zur gemeinsamen Softwareentwicklung von ESM-Komponenten auf HPC-Systemen an.
Das „Support-Team“ unterscheidet je nach Art und Schwierigkeitsgrad der beantragten Unterstützung zwischen kurzen Beratungstätigkeiten mit einer Dauer von weniger als einem Monat und detaillierter Beratung inklusive Programmierleistungen mit einer Laufzeit von bis zu 6 Monaten.
Im Januar dieses Jahres erhielt das Support-Team die ersten Anträge. Im Februar wurden diese 13 Anfragen auf einem virtuellen Community-Workshop vorgestellt und viele interessante Diskussionspunkte hervorgehoben. Aus den sehr unterschiedlichen und teils komplexen Anfragen wählte der Steuerkreis nach eingehender Diskussion folgende vier Anträge für die Durchführung der ersten natESM-Sprints aus:
- ICON-ART: Analyse des ICON-ART-Codes (Aerosol and Reactive Trace gases) im Hinblick auf die Portierung auf GPUs.
- mHM-ICON-YAC: Online-Kopplung von ICON mit dem mesoskaligen hydrologischen Model (mHM) mithilfe des Kopplers YAC.
- FESOM: Portierung ausgewählter Komponenten des Meereis-Ozeanmodells FESOM2.1 auf auf GPU-basierende Systeme am DKRZ und JSC
- ParFlow: Optimierung der Speicherverwaltung und Verbesserung der Portabilität des hydrologische Modells ParFlow durch Umstellung von CUDA-Code auf das HIP-Interface.
Weitere Anträge wurden mit Vorschlägen zur Überarbeitung für die kommende Runde zurückgestellt. Im Laufe des Jahres wird es weitere Auswahlverfahren geben, für die neue Anträge eingereicht werden können. Mehr Informationen zur Sprint-Einreichung unter: https:/nat-esm.de/services/request-for-sprints.
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natESM: Eine nationale Modellierungsstrategie für die Zukunft und die Klimaforschungsgemeinschaft
Erdsystemmodelle (ESM) erlauben es, Klimaprozesse und ihre Auswirkungen auf die Gesellschaft besser zu verstehen. Notwendige Fortschritte in der Simulation erfordern umfassendere und höher aufgelöste Modelle, welche auf den aktuell leistungsfähigsten Supercomputern (HPC) laufen. Hierzu ist meist eine neue, an die Hardware angepasste Programmierung notwendig. Die zunehmend komplexeren Systeme stellen damit immer größere Herausforderungen an die Modell- und Softwareentwicklung.
In dem zunächst für drei Jahre vom BMBF geförderten Projekt natESM bietet das DKRZ gemeinsam mit dem Jülich Supercomputing Centre (JSC) durch ein nationales Support Team HPC-Expertise und Unterstützung bei der Softwareentwicklung von ESM-Komponenten auf HPC-Systemen an. Während verschiedene wissenschaftliche Institute in Deutschland einzelne Modellkomponenten inhaltlich weiterentwickeln, sollen technisch orientierte Fragen zur HPC-Softwareentwicklung nun kollektiv angegangen werden, um die weitere Entwicklung hochkomplexer Erdsystemmodelle zukünftig besser zu organisieren bzw. überhaupt technisch zu ermöglichen.
Projektwebsite: https://nat-esm.de