Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Grafikkarten beschleunigen Strömungssimulationen

01.12.2008
Günstige Alternative zu Supercomputern für Wissenschaftler

Eine Arbeit am Lehrstuhl für Aerodynamik der Technischen Universität München (TUM) hat gezeigt, dass Grafikprozessoren (GPUs) numerische Strömungssimulationen deutlich beschleunigen und somit eine interessante, kostengünstige Alternative zu klassischen Supercomputern darstellen.

Schon mit einer Mittelkasse-Grafikkarte konnten Berechnungen mit siebenfacher Geschwindigkeit durchgeführt werden. Mithilfe von "Tesla"-Karten aus dem Hause Nvidia und der Programmiersprache "CUDA" will man an der TUM den Faktor 40 erreichen. Im HPC-Bereich (High Performance Computing) wird allgemein verstärkt darauf gesetzt, nicht nur klassische CPUs zu nutzen. Der Trend geht in Richtung Hybrid-Systeme.

Durch einen Magazinbeitrag inspiriert, hat ein Student an der TUM mit Grafikkarten und der Programmiersprache CUDA experimentiert, die von Nvidia zur freien Programmierung von GPUs entwickelt wurde. "Ich habe Simulationsberechnungen mit einer Grafikkarte Nvidia GeForce 8800 GT mit 512 Mbyte Speicher zum Thema einer Semesterarbeit gemacht", berichtet Eugen Riegel. Er konnte mit dem ab etwa 100 Euro erhältlichen Mittelklasse-Modell numerische Strömungssimulationen um den Faktor sieben beschleunigen.

Eine Simulation an einem stark vereinfachten Fahrzeugmodell ist an sich sehr aufwändig, mit Mio. von Datenpunkten und einer langen Zeitserie. "Ein mehrere hunderttausend Euro teurer Supercomputer braucht für die vollständige Berechnung einer solchen Simulation knapp 60 Stunden", erklärt Thomas Indinger, Leiter der Automobilaerodynamik am Lehrstuhl für Aearodynamik. An der TUM entsteht mit Grafikarten aus Nvidias HPC-Produklinie Tesla, die bis zu vier Gigabyte Speicher pro Karte bieten und deren Rechenleistung ein Teraflop erreicht, ein System für Strömungssimulationen, das Berechnungen um das 40-Fache beschleunigen soll.

Systeme mit Nvidias Tesla oder auch AMDs "FireStream" (pressetext berichtete: http://pte.at/pte.mc?pte=080616029) liegen in einem Trend, der sich allgemeiner für Hochleistungrechner abzeichnet. Im aktuellen Top-Supercomputer "Roadrunner" der Kombination von klassichen AMD-CPUs und Cell-Prozessoren zeichnet sich ein Trend zu Hybridsystemen ab. "Dort werden Spezialprozessoren für genau die Aufgaben eingesetzt, für die sie besonders geeignet sind", erklärt Siegfried Benkner, Leiter des Instituts für Scientific Computing der Universität Wien, gegenüber pressetext. Für hochleistungsfähige Systeme, die GPUs und klassische CPUs kombinieren, wird CUDA nicht ausreichen.

"Diese Sprache zielt sehr speziell auf GPUs ab", erklärt Benkner. Doch ist Nvidia auch an der Entwicklung von "OpenCL" (Open Computing Language) mitbeteiligt, einer Programmiersprache, die für eine effiziente parallele Programmierung heterogener Systeme aus CPUs und GPUs gedacht ist. Eben diesen dürfte die Zukunft gehören, auch, da sie eine gute Skalierbarkeit in Aussicht stellen. Sowohl Intel als auch AMD planen bereits Mainstream-Prozessoren, welche die verschiedartigen Recheneinheiten in einem Chip vereinen.

Thomas Pichler | pressetext.deutschland
Weitere Informationen:
http://www.tum.de
http://www.ifs.univie.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Fraunhofer IPM präsentiert »Deep Learning Framework« zur automatisierten Interpretation von 3D-Daten
22.08.2017 | Fraunhofer IPM

nachricht Kieler Wissenschaft entwickelt exzellentes Forschungsdatenmanagement
21.08.2017 | ZBW – Leibniz-Informationszentrum Wirtschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Spot auf die Maschinerie des Lebens

23.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die Sonne: Motor des Erdklimas

23.08.2017 | Physik Astronomie

Entfesselte Magnetkraft

23.08.2017 | Physik Astronomie