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Stand der Forschung

Massiv parallele Systeme zur Lösung technischer und naturwissenschaftlicher Fragestellungen werden seit Jahren von Forschungseinrichtungen der Industrie und der Wissenschaft eingesetzt. Die aktuellen Hard- und Systemsoftwareentwicklungen haben dazu geführt, dass mittels Hochgeschwindigkeitsnetzwerken gekoppelte Standard-Komponenten die Leistungsfähigkeit von proprietären Systemen zumindest erreichen, wenn nicht sogar übertreffen.

Die Verwendung des Opensource-Linux-Betriebssystems und der frei verfügbaren MPI-Bibliothek sorgen für weitestgehende Quellcodekompatibilität mit bestehenden Anlagen wie der Cray T3E und der IBM SP/2. Zur Koppelung werden Gigabit-Netzwerke über den Standard-PCI-Bus favorisiert. Bei aktuellen Installationen überwiegen die Myrinet-basierten Netze aus Performance- und Preisgründen gegenüber den SCI-Clustern. Ein derartiger Myrinet-Cluster mit 192 INTEL Pentium III CPUs (650 MHz) wurde in Tübingen installiert. Am Lehrstuhl von Prof. Griebel, Universität Bonn wird bereits seit längerem ein 128 Pentium II (400 MHz) System erfolgreich zur Berechnung von Strömungssimulationen eingesetzt. Zukünftig ist mit einer Zunahme der Zahl der Installationen von PC-Clustern zu Lasten von proprietären MPP-Systemen zu rechnen.

Softwareseitig wird Kompatibilität mit bestehenden Systemen mittels einer standardkonformen MPI-1.2 Implementierung und dem POSIX-kompatiblen Linux-Betriebsystem auf der Rechnerseite und mit der ausschließlichen Verwendung von Internetstandards für die Benutzerschnittstelle erreicht.

Ein wesentliches Problem beim Einsatz der wissenschaftlichen Erkenntnisse und der im Rahmen von wissenschaftlichen Arbeiten erstellten Software ist die mangelnde Integration in bestehende kommerzielle Systeme. Die Entwicklung einer generischen ASP-Schnittstelle ermöglicht es der mittelständischen wie der Großindustrie, die aktuellen Programme on demand zu nutzen. Beim Einsatz von ASP entfallen aufwändige Integrationsarbeiten in bestehende Softwaresysteme auf der Anwenderseite genauso wie die Anschaffung und der Betrieb von kostenintensiven massiv-parallelen Rechnern.

ASP-basierte Systeme setzen auf der Anwenderseite lediglich einen internetfähigen Rechner voraus. Selbst aufwändige Visualisierungen können mittels Virtual-Network-Computing ohne Spezialhardware via ASP durchgeführt werden.

Die bisher angedachten ASP-Lösungen waren rein auf die Simulation konzentriert. Bei Simulationen, die große Datenmengen erzeugen, wird man jedoch versuchen, auf den Rücktransfer der Daten zum Anwender zu verzichten und auch die Analyse durch Visualisierung auf dem Server durchführen. Im Bereich der verteilten Visualisierung gibt es bereits vielfältige Ansätze und Vorarbeiten. Besonders zu erwähnen sind hier die COVISE-Entwicklung am Rechenzentrum der Universität Stuttgart und verschiedene eigene Vorarbeiten. Nur wenige dieser Konzepte lassen sich jedoch problemlos in die ASP-Konzeption integrieren, in der Adaption an Thin-Clients, Sicherheit und Abrechnungsfragen berücksichtigt werden müssen.

Eine wissenschaftliche Behandlung dieses Themenkomplexes bzw. Erfahrungen mit dem ASP-Einsatz in wissenschaftlichen Rechenumgebungen sind bisher nicht in größerem Umfang bekannt.

  
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