Transregio SFB InvasIC (DFG SFB/TRR89)
Das Projekt
Die Idee: Unter dem Begriff Invasives Rechnen soll ein völlig neues Paradigma für den Entwurf und die Programmierung zukünftiger paralleler Rechensysteme erforscht werden. Die Grundidee besteht darin, parallelen Programmen die Fähigkeit zu verleihen, in einer als Invasion bezeichneten Phase ressourcengewahr Berechnungen auf eine Menge aktuell verfügbarer Ressourcen zu verteilen, und nach paralleler Abarbeitung diese in einer als Rückzug bezeichneten Phase wieder frei zu geben. Um diese neue Art der selbstadaptiven und ressourcengewahren Programmierung auf zukünftigen MPSoCs (engl. Multi-Processor-Systems-on-a-Chip) effizient zu ermöglichen, bedarf es neuer Programmierkonzepte, Sprachen und Compilern wie auch Laufzeit- bzw. Betriebssystemen sowie revolutionärer Architekturerfindungen, die sich auf die Rekonfigurierbarkeit von sowohl Prozessor-, Verbindungs- als auch Speicherressourcen beziehen.
Notwendigkeit und erwartete Fortschritte: Laut Roadmaps werden im Jahre 2020 mehr als 1000 Prozessoren auf einem Chip integriert werden können. Bedroht wird dieser Fortschritt durch zunehmende Anfälligkeit von Komponenten gegenüber Prozessschwankungen sowie damit verbunden, einem drastisch zunehmenden Fehl- und Ausfallverhalten. Prinzipien der Selbstorganisation könnten nun Abhilfe schaffen, um Fehler und Varianzen zu tolerieren, aber auch um Skalierbarkeit sowie höhere Ressourceneffizienzen und Auslastungen zu erzielen. In einem invasiven Programm erfolgt die Verteilung der Berechnungen zur Laufzeit und abhängig vom Zustand der Ressourcen, also ressourcengewahr.
A1 Teilprojekt
Untersucht werden die Grundlagen invasiver Programmierung, insb. Programmiermodell(e) und Konzepte ressourcengewahrer Programmierung. Dazu gehören a) Definition der Grundfunktionalität und b) Entwicklung eines Rechenmodells zur Ermittlung von Performance, Auslastung, Effizienz und Overhead zur quantitativen Beurteilung invasiver Programme für verschiedene Zielarchitekturen. Entwicklung einer Programmnotation inklusive c) Syntax, Semantik und Typsystem einer abstrakten invasiven Kernsprache, auf deren Basis dann d) eine konkrete invasive Sprache inklusive der notwendigen Systemschnittstellen abgeleitet werden soll.
C3 Teilprojekt
Teilprojekt C3 untersucht Ubersetzungstechniken für invasive Architekturen. Entwickelt werden soll ein Compiler für die konkrete Sprache aus A1, voraussichtlich eine Erweiterung von X10. Effizienter Code für invasive Konstrukte ist essentiell. Basierend auf FIRM sollen Backends zur Codegenerierung für sowohl SPARC als auch eng gekoppelte Prozessorfelder (TCPAs) für Schleifenprogramme entwickelt werden. Die generierten invasiven Programme sollen sich dabei zur Laufzeit auf einem Feld von Prozessoren korrekt entfalten und synchronisieren können. Dies soll durch Untersuchung symbolischer Abbildungstechniken erreicht werden.
Projektbeteiligte
| Ehemalige Hiwis |
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| Eduard Frank |
| Tobias Rapp |
| Martin Seidel |
| Lehrstuhlinhaber |
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| Prof. Gregor Snelting |
| Ehemalige Mitarbeiter |
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| Dr.-Ing. Manuel Mohr |
| Dr.-Ing. Andreas Zwinkau |
| Dipl.-Inform. Matthias Braun |
| Dipl.-Inform. Sebastian Buchwald |
| Ehemalige Studenten |
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| Julian Oppermann |