Akzeleratorarchitekturen

Das Thema des Seminars ist der Einsatz von Akzeleratoren (Grafikkarten, FPGAs und sonstige Beschleunigerhardware) im Kontext des Hochleistungsrechnens (High Performance Computing - HPC). Eine Vielzahl von Hochleistungssystemen verwenden mittlerweile Beschleuniger, unter anderem um die Energieeffizienz zu steigern. Der Einsatz von Akzeleratoren bringt allerdings auch eine Vielzahl von Herausforderungen mit sich - etwa die Programmierung oder Portierung von Anwendungen.

Hier finden Sie eine vorläufige Übersicht über die Themen (eigene Vorschläge sind möglich):

• Ãœbersicht, Hintergrund und Motivation für den Einsatz von Akzeleratoren
• Architektur von modernen Nvidia GPUs
• Architektur von AMD GPUs / APUs
• Xeon Phi (Intel MIC)
• FPGA Maxeler: Architektur
• FPGA Maxeler: Beispiele
• Beschleuniger in mobilen Chips (SoCs: Tegra3, OMAP, Apple A6)
• Programmierung mit CUDA
• Programmierung mit OpenCL
• Akzeleratorprogrammierung mit Pragmas: OpenACC / OpenMP
• Programmierung mit OmpSS
• Programmierung mit StarPU
• Simulatoren für Beschleunigerhardware: GPGPU-Sim, Barra, Maxeler Sim
• Hybride Programmierung von Rechnerverbünden mit Akzeleratoren
• Akzeleratoren und Virtualisierung
• Micron Automata

Das Seminar wird zusammen mit dem Lehrstuhl für Rechnertechnik und Rechnerorganisation der TU München abgehalten. Einige Veranstaltungen können deshalb in Garching stattfinden und die Anzahl der Plätze für LMU Studenten ist beschränkt.

Das Seminar wird als Blockseminar abgehalten, die Seminarvorträge finden also am Semesterende an einem (oder ggf. mehreren) Terminen geblockt statt.

Jeder Teilnehmer erhält ein Arbeitsthema, zu dem er selbständig recherchiert, eine schriftliche Ausarbeitung erstellt und einen etwa 30-minütigen Vortrag erarbeitet, den er am Semesterende hält. Während der gesamten Zeit von der Recherche bis zum Vortrag wird jeder Teilnehmer von einem Mitarbeiter des Lehrstuhls betreut. Im Rahmen dieser Betreuung sind regelmäßige Treffen und ein Probevortrag vorgesehen.

• Folien: Einführungsveranstaltung, 16. Oktober 2014
• Folien: Wissenschaftliches Arbeiten, 30. Oktober 2014
• Folien: Vortragstechnik, 30. Oktober 2014
• Folien: Gastvortrag vom Dr. Michael Klemm (Intel) - Intel Xeon Phi

Voraussetzungen zur Teilnahme am Seminar sind:

• Grundkenntnisse aus den Vorlesungen Grid-Computing, Programmieren im Grid, Parallel Computing, oder dem Systempraktikum, oder einer anderen themenverwandten Veranstaltung (Vorlesung, Praktikum, Seminar) am Lehrstuhl Kranzlmüller
• Auswahl eines Seminarthemas in Übereinkunft mit den Betreuern. Die Themen werden in einer Infoveranstaltung vorgestellt, siehe Termine.
• Teilnahme an der Einführungsveranstaltung am Anfang des Wintersemesters.

• Vorbesprechung für LMU Studenten: Donnerstag 18. September 2014, Raum E U102, Oettingenstr. 67, 14.00 Uhr
• Einführungsveranstaltung ür alle Studenten (LMU und TUM): Donnerstag 16. Oktober 2014, 16 Uhr (ct), an der TU München in Garching im Raum 01.06.020 (FMI Gebäude).
• Vortrag zur Präsentations- und Arbeitstechnik für alle Studenten (LMU+TU) am Donnerstag 30. Oktober 2014, 16:15 Uhr, Raum 061, Oettingenstr. 67.
• Abgabe der Gliederung (per Email:) 2. November 2014
• Abgabe Entwurf der Seminararbeit: 7. Dezember 2014
• Abgabe Finale Seminararbeit: 21. Dezember 2014
• Abgabe Präsentationsfolien: 6. Januar 2015
• Blockseminar Frauenchiemsee: 14.-15. Januar 2015