Pressemitteilung
 
Gießener Wissenschaftler untersuchen die Leistungsfähigkeit verschiedener Prozessortypen – Entwicklung spezieller Triebwerke für die Raumfahrt im Fokus

 

Computersimulationen sind gängige Praxis in Forschung und Entwicklung. Sie ersetzen und ergänzen praktische Versuche und helfen zum Beispiel, physikalische Effekte besser zu verstehen. Für die Simulation braucht man eine sehr hohe Rechnerleistung. Die Professoren Dr. Christian Heiliger von der Justus-Liebig-Universität Gießen und Dr. Stefan Kolling von der Technischen Hochschule Mittelhessen haben in einem vom Land Hessen mit 95.000 Euro geförderten Forschungsprojekt die Leistungsfähigkeit verschiedener Prozessortypen untersucht. Die Wissenschaftler verglichen herkömmliche Hauptprozessoren (CPU), die eine Vielzahl von Funktionen in einem Computer übernehmen, mit spezialisierten Grafikprozessoren (GPU), die rechenintensive Aufgaben zum Beispiel bei 3D-Computerspielen bewältigen.

Prozessor
Eine Billion Rechenoperationen pro Sekunde sind auf einer einzigen Grafikkarte möglich. Foto: Armin Eikenberg

Heiliger und Kolling entwickelten und testeten Methoden zur parallelen Nutzung von mehreren hundert Prozessoren auf vernetzten Einheiten. Die Rechengeschwindigkeit der Grafikprozessoren war bei bestimmten Anwendungen bis zu zwölf Mal so hoch wie die der CPUs. Die Kosten für dieselbe Rechenleistung liegen laut Kolling bei einem Zehntel der CPUs. Außerdem ist die GPU-Anlage wesentlich kompakter und spart damit Platz.
 
Da Grafikprozessoren komplett anders konstruiert sind als CPUs, lag eine wesentliche Aufgabe des Projekts darin, Computerprogramme neu zu schreiben, die die Rechenvorgänge steuern. Die Arbeit der beiden Gießener Hochschullehrer macht Anlagen möglich, in denen bis zu einer Billion Rechenoperationen pro Sekunde auf einer einzigen Grafikkarte möglich sind.

Die Forschungsergebnisse sollen bei der Entwicklung spezieller Triebwerke für die Raumfahrt genutzt werden.

Projektträger: HMWK, Förderlinie "Hochleistungsrechnen"
Laufzeit: 2011 bis 2012
Projektleiter:

Prof. Dr. Christian Heiliger
I. Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen
Teilprojekt "Parallelisierung der Poissongleichung zur Bestimmung der Potentialverteilung bei Plasmasimulationen"

Prof. Dr. Stefan Kolling
Institut für Mechanik und Materialforschung, Technische Hochschule Mittelhessen
Teilprojekt "OpenCL Monte-Carlo Methode zur parallelen Bestimmung dreidimensionaler Integrale überschneidungsfreier Raumgebiete"