Ziele

Das Ziel des eeClust-Projektes (Energieeffizientes Cluster-Computing) – finanziert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Förderprogrammes „HPC-Software für skalierbare Parallelrechner“ – ist es, Zusammenhänge zwischen dem Ausführungsverhalten von parallelen Programmen und ihrem Energieverbrauch auf einem Rechnercluster zu untersuchen.

Darauf basierend werden Strategien entwickelt, die den Energieverbrauch senken ohne jedoch die Ausführungszeit negativ zu beeinflussen. Projektpartner sind die Universität Hamburg (Koordinator), die Technische Universität Dresden (TUD/ZIH), die ParTec Cluster Competence Center GmbH und das Jülich Supercomputing Centre der Forschungszentrum Jülich GmbH.

Prinzipiell kann dieses Ziel erreicht werden, wenn so viele Hardwarekomponenten wie möglich während Phasen der Nichtnutzung in einen Stromsparmodus versetzt werden. Moderne Hardware und Betriebssysteme benutzen bereits einfache Heuristiken, um diese Mechanismen umzusetzen. Da jedoch keinerlei Informationen über das Ausführungsverhalten von Programmen vorliegen, kann dies leicht zu Fehlentscheidungen führen.

Das Projekt wird – basierend auf den erfolgreichen Projekten Vampir (Dresden) und Scalasca (Jülich) – verbesserte Analysesoftware für parallele Programme entwickeln, die zusätzlich zur Messung und Analyse des Ausführungsverhaltens auch für den Energieverbrauch relevante Metriken aufzeichnen wird.

Basierend auf dieser neuen Energieeffizienzanalyse können Benutzer ihre Programme um Anweisungen zur Energieverbrauchskontrolle erweitern. Dies erlaubt dem Betriebssystem und der Clusterauftragsverwaltung die Clusterhardware in einer energieeffizienten Art und Weise zu nutzen. Die notwendigen Softwarekomponenten werden von Hamburg und ParTec entwickelt.

Die Effektivität der vorgeschlagenen Strategie wird in einer kleinen Clustertestumgebung mit speziellen Komponenten zur Energieverbrauchsmessung und -kontrolle evaluiert. Die synthetischen und realen Benchmarks zur Evaluation werden auch im Rahmen des Projektes entwickelt.