Proseminar High Performance Computing - Summer 17

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Term
Summer 17
Lecturer
Alexander Pöppl, Arash Bakhtiari
Time and Place
Siehe Sektion Termine
Audience
Informatik (Bachelor)
Tutorials
-
Exam
-
Semesterwochenstunden / ECTS Credits
2 SWS / 4 Credits
TUMonline
IN0013.


Inhalt

Überblick und Methoden des High Performance Computing: Software, Hardware, Netzwerk, Trends

Termine

  • Vorbesprechung: Mo, 23.01.2017 um 10:00 Uhr, MI 02.09.023
  • Kick-Off: 26.04.2017 um 16:00, MI 00.13.054
  • Abgabe Outline: 10. Mai
  • Abgabe Draft Version Paper: 4 Wochen vor eigenem Vortrag
  • Danach optional: Treffen mit Betreuer (selbst Termin vereinbaren!)
  • Abgabe finale Version Paper: 2 Wochen vor eigenem Vortrag
  • Vortragstermine:
    • 26.06.2017, 09:30-12:00, MI 00.13.054
    • 29.06.2017, 15:30-18:00, MI 02.07.023 -> verschoben auf 30.06.2017, 16:00-18:30, MI 00.13.008
    • 03.07.2017, 09:30-12:00, MI 02.07.023
    • 06.07.2017, 15:30-18:00, MI 02.07.023

Bei allen Terminen gilt die Anwesenheitspflicht.

Themenvergabe

Thema Bearbeiter(in) Vortragsdatum Betreuer
PGAS: (X10, UPC++, ...) Carolin Bruckmaier 26.06.2017 Alexander Pöppl, M.Sc.
x86: Past and Future Marcus Grabler 26.06.2017 Alexander Pöppl, M.Sc.
SIMD & Vektorrechner Markus Oberprieler 26.06.2017 Alexander Pöppl, M.Sc.
Energie im HPC Lukas Rabe 26.06.2017 Alexander Pöppl, M.Sc.
Runtime Systems Florian Schelle 26.06.2017 Alexander Pöppl, M.Sc.
Node-Level Performance Engineering Ivan Baumann 30.06.2017 Arash Bakhtiari, M.Sc. (hons)
OpenMP, Cilk, TBB Felix Hennerkes 30.06.2017 Arash Bakhtiari, M.Sc. (hons)
Navier Stokes Milan Misic 30.06.2017 Arash Bakhtiari, M.Sc. (hons)
GPGPU für HPC: CUDA & OpenCL Hendrik Pauthner 30.06.2017 Arash Bakhtiari, M.Sc. (hons)
Job Scheduling Sebastian Bergeman 03.07.2017 Arash Bakhtiari, M.Sc. (hons)
IBM BlueGene: Sequoia, Mira Andreas Kreitmair 03.07.2017 Roland Wittmann, M.Sc.
Lattice Boltzmann Felix Wechsler 03.07.2017 Arash Bakhtiari, M.Sc. (hons)
MPI Lucas Wolf 03.07.2017 Chaulio Ferreira, M.Sc.
Co-Prozessoren (Xeon Phi, ...) Philipp Matthäus 03.07.2017 Roland Wittmann, M.Sc.
High Performance Visualization Johannes Nowack 06.07.2017 Leonhard Rannabauer, M.Sc.
High Performance Linpack (HPL): [...] Fabian Reisner 06.07.2017 Leonhard Rannabauer, M.Sc.
SuperMUC Danny Smialy 06.07.2017 Friedrich Menhorn, M.Sc. (hons)
Netzwerke für Superrechner: Technologien und Topologien Julius Knorr 06.07.2017 Sebastian Rettenberger, M.Sc.

Themenbeispiele

Hardware

  • x86-Architektur: Past, Present Future
  • IBM BlueGene: Sequoia, Mira
  • SuperMUC
  • Co-processoren: XeonPhi (Knights Corner, Knights Landing, Knights Hill)

Parallelisierungsmodelle

  • MPI
  • OpenMP/Cilk/TBB
  • SIMD & Vektorrechner
  • PGAS: (X10,...)
  • GPGPU für HPC: CUDA & OpenCL
  • Node-Level Performance Optimization

Cluster-Technologien

  • Runtime Systems
  • Energie im High Performance Computing
  • Invasive Computing
  • Job Scheduling
  • Netzwerke für Superrechner: Technologien und Topologien

Anwendungen

  • Molekulardynamik
  • Lattice Boltzmann
  • Navier Stokes
  • High Performance Linpack (HPL): Der Benchmark der Top500 Liste & High Performance Conjugate Gradient (HPCG)
  • High Performance Scientific Visualization

Recherchetipps

Um weitere Literatur zu finden, gibt es vielfältige Möglichkeiten, z.B.

oder direkt über die Webseiten der Verlage (Elsevier, Springer, IEEE, ACM, ...)

Sowie Bibliotheksrecherche online

aus dem Uni-Netz (VPN Zugang bzw. lokal vor Ort) muss der Proxy gesetzt werden, dann gibt es kostenlosen Zugriff auf viele Journals etc., siehe

Manche Bücher sind zudem über den OPAC-Katalog abrufbar ("Volltext" Button):

Tipps zum Schreiben eines Papers

Tipps zur Vorbereitung einer Präsentation

Tun Sie alles dafür, dass Ihre Zuschauer möglichst leicht Ihrem Vortrag folgen zu können.

  • Denken Sie bei der Vorbereitung Ihres Vortrages an Ihr Publikum: welchen Wissensstand haben sie, welche Interessen, usw. Sie sollen lernen, Ihr Thema zu „verkaufen“. Das beste Ergebnis, dass Sie erwarten können: die Zuhörer (Mitstudenten) haben Ihren Vortrag verstanden und möchten mehr über das Thema erfahren.
  • Menschen haben eine beschränkte Aufnahmekapazität. Man kann davon ausgehen, dass die meisten nur bis zu 5 zentrale Punkte aus einem Vortrag mitnehmen können - bei einem 20-minütigen Vortrag eher 3. Überlegen Sie sich deswegen gut, was Ihr Publikum nach dem Vortrag über Ihr Thema wissen soll. Und dann machen Sie die Wichtigkeit dieser Informationen eindeutig: sagen Sie das, sagen Sie es nochmal, und fassen Sie es am Ende nochmal zusammen.
  • Als Daumenregel gilt: man braucht 2 bis 3 Minuten pro Folie. Denken Sie daran während der Planung Ihres Vortrages. Es ist kaum möglich 15 Folien in einen 20-minütigen Vortrag zu „packen“.
  • Formeln können viel Information in einer kompakten Form repräsentieren. Man braucht aber auch viel Zeit und Energie, um diese Information wieder „dekomprimieren“ zu können. Wenn Sie eine Formel auf Ihren Folien haben, erklären Sie was diese bedeutet, welche Informationen sie enthält, welche Intuition dahinter steht. Überlegen Sie sich, ob dieselbe Information auch mit anderen Mitteln erklärt werden kann, z.B. mit einem Beispiel oder mit einem Diagramm.
  • Verwenden Sie keine Fachbegriffe ohne sie davor zu erklären. Falls die Begriffe von Ihren Kommilitonen in einem früheren Vortrag bereits erklärt wurden, können Sie darauf verzichten oder die Bedeutung nur kurz wiederholen - und am besten darauf referenzieren.
  • Der Text auf den Folien soll gut lesbar sein. Achten Sie darauf, dass die Schriftart gut lesbar ist, und die Schriftgröße nicht zu klein ist (mind. 16 pt, besser 20 pt). Als Faustregel soll man nicht mehr als 7 Kernaussagen auf einer Folie haben.
  • Für die Präsentation gilt: üben, üben, üben! Halten Sie ihre Präsentation mindestens 5 Mal zur Probe, bevor Sie sie im Vortrag im Seminar halten. Machen Sie eine Trockenübung vor Ihren Freunden, Eltern, Geschwistern oder wer auch immer zu langsam flieht ;-) Wenn Sie niemanden finden können, üben Sie vor dem Spiegel - aber definitiv so im Stehen, wie Sie später Ihren Vortrag auch halten würden.
  • Reden Sie laut, deutlich und nicht zu schnell. Je mehr Konzentration Ihre Zuschauer brauchen um Sie akustisch zu verstehen, desto früher werden sie aussteigen.
  • Folien dienen zur Visualisierung und sollen Ihnen helfen, auf dem Faden zu bleiben. Während des Vortrages versuchen Sie nicht die Folien einfach runter zu lesen. Die meisten können schneller lesen, als sie vorlesen. Tipp: nur Stichworte auf die Folien, den Rest erzählen Sie sowieso selbst.
  • Suchen Sie ein Feedback: haben die anderen Studenten Ihre Erklärung verstanden, haben sie noch Fragen oder haben sie schon längst aufgeben Ihrem Vortrag zu folgen?
  • Wenn Sie noch etwas anderes machen können, das Ihren Zuschauern das Verstehen des Themas erleichtern soll, dann sollen Sie es unbedingt machen.

Formalia

  • Vortrag: 20min + 10min Diskussion
  • Ausarbeitung: 5 Seiten im IEEE Format (Template, s.o.), excl. Quellenangaben
    • Die Ausarbeitung muss mit Latex erstellt werden!
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