Ginkgo
Gudrun spricht mit Hartwig Anzt. Er leitet die Helmholtz-Nachwuchsgruppe Fixed-point methods for numerics at Exascale (FiNE) am SCC. Seine Forschung besch\xe4ftigt sich mit numerischer linearer Algebra in modernen Hochleistungsrechnersystemen. Angesichts des explosionsartigen Anstiegs der Hardware-Parallelit\xe4t erfordert die effiziente Ausf\xfchrung von Anwendungen auf solchen Systemen eine v\xf6llige Neugestaltung der zugrunde liegenden numerischen Methoden. Dieses neue Paradigma muss Implementierungen umfassen, die sich auf die Parallelit\xe4t auf Knotenebene, ein reduziertes globales Kommunikationsvolumen und abgeschw\xe4chte Synchronisationsanforderungen konzentrieren. Hartwig ist Teil des PEEKS und xSDK-Projekts und leitet die Multiprecision-Initiative im US Exascale Computing Project (ECP). Das Ziel dieser Initiative besteht darin, die Nutzung verschiedener arithmetischer Pr\xe4zisionen in numerische Algorithmen zu erforschen, wodurch viele Algorithmen beschleunigt werden k\xf6nnen, ohne dabei Genauigkeit einzub\xfc\xdfen. Hartwigs Forschungsschwerpunkt liegt auf der Entwicklung und Optimierung numerischer Methoden f\xfcr effizientes Hochleistungsrechnen. Insbesondere interessiert er sich f\xfcr lineare Algebra f\xfcr d\xfcnn besetzte Matrizen, iterative und asynchrone Methoden, Krylov-L\xf6ser und Vorkonditionierung. Die zugrundeliegende Idee besteht darin, numerische Probleme als Fixpunktprobleme umzuformulieren, um h\xf6here Parallelisierungsgrade zu erm\xf6glichen. Die Implementierung der Fixpunktmethoden macht typischerweise starken Gebrauch von (datenparallelen) Batch-Routinen und weist schwache Synchronisationsanforderungen auf. Die Algorithmenforschung wird erg\xe4nzt durch Bem\xfchungen, die auf eine nachhaltige Software-Entwicklung in einem akademischen Umfeld und einen gesunden Software-Lebenszyklus abzielen. Ein Ergebnis dieser Bem\xfchungen ist Ginkgo, eine Open Source Softwarebibliothek f\xfcr numerische lineare Algebra mit dem Fokus auf L\xf6ser f\xfcr d\xfcnn besetzte Systeme, die Hartwig ins Leben gerufen hat. Bei dem Stichwort Software-Nachhaltigkeit k\xf6nnte man an das Vorhandensein eines Continuous Integration (CI)-Frameworks denken, also das Vorhandensein eines Test-Frameworks, das aus Unit-Tests, Integrationstests und End-to-End-Tests besteht (inkl. das Vorhandensein einer Software-Dokumentation). Wenn man jedoch fragt, was der \xfcbliche Todessto\xdf f\xfcr ein wissenschaftliches Softwareprodukt ist, ist es oft die fehlende Plattform- und Leistungsportabilit\xe4t. Vor diesem Hintergrund haben Hartwig und seine Gruppe wir Ginkgo-Bibliothek mit dem prim\xe4ren Fokus auf Plattform-Portabilit\xe4t und der F\xe4higkeit, nicht nur auf neue Hardware-Architekturen zu portieren, sondern auch eine gute Performance zu erreichen, entwickelt. Die grundlegende Idee beim Design der Ginkgo-Bibliothek ist eine radikale Trennung der Algorithmen von den hardwarespezifischen Dingen. Daneben sprechen Gudrun und Hartwig \xfcber die Nutzung von Kalk\xfclen mit geringer Genauigkeit f\xfcr letztendlich pr\xe4zise Algorithmen. [...]