Mit Exascale-Rechnersystemen kann ein bisher unerreichter Detailgrad in der Beschreibung unserer Erde erreicht werden, der darauf hoffen lässt, bisher persistente Unsicherheiten in den Klimaprojektionen signifikant zu reduzieren. Die massive Parallelität und große Heterogenität von Exascale-Rechnern stellt jedoch eine besondere Herausforderung für die effiziente Ausführung von Erdsystemmodellen dar. Im Projekt "Optimierung von Simulationsalgorithmen für Exascalesysteme zur Berechnung des Erdsystemmodells ICON" sollen neuartige Methoden der parallelen Ausführung, Kommunikation und dynamischen Lastbalancierung für das Erdsystemmodell ICON implementiert und optimiert werden. So werden bisher existierende Konzepte der parallelen Ausführung, die auf einer räumlichen Zerlegung des Rechengebiets basieren, durch funktionelle Nebenläufigkeit (Functional Concurrency) erweitert und der dabei entstehende zusätzliche Datenaustausch in einem Co-Design-Ansatz optimiert. Darüber hinaus wird für die Modellkomponenten eine gleichmäßige Lastverteilung sichergestellt, indem die räumliche Zerlegung während der Laufzeit durch eine dynamische Lastbalancierung regelmäßig optimiert wird. Zudem wird das Potenzial von Hardware-Beschleunigern auf portable Weise erschlossen. Diese technologischen Weiterentwicklungen werden im Rahmen zweier herausragender wissenschaftlicher Anwendungsfälle getestet: der Bildung von Wolken und Niederschlag in der Atmosphäre und der Biogeochemie des Ozeans.

Dauer:

10/2022-09/2025

Eingeworbene Stellen:

1 Vollzeitequivalent

Gefördert durch:

BMBF; 16ME0690