Parallele Wetter-Simulation auf einem HPC-Cluster skalieren
Übersicht
Worum es bei diesem Projekt geht.
Profiliere den existierenden Code (rund 80.000 Zeilen Fortran/C mit MPI) auf 64, 256 und 1.024 Prozessen mit Score-P und Scalasca. Identifiziere die drei groessten Effizienz-Verluste (Vermutungen: globale Reduktionen mit zu kleinen Nachrichten, fehlende Overlap zwischen Kommunikation und Berechnung, NetCDF-I/O als Synchronisationspunkt). Schlage Refaktorierungen vor: hybride MPI+OpenMP-Parallelisierung, nicht-blockierende Kommunikation, parallele NetCDF-I/O. Implementiere die zwei effektivsten Aenderungen als Proof-of-Concept und messe den Speedup neu. Liefere Profiling-Bericht, Patch-Set, Mess-Vergleich und Roadmap fuer die restlichen Refaktorierungen.
Das Briefing
Was Du tust und was Du zeigst.
Warum stagniert die Wetter-Simulation jenseits von 256 Prozessen und welche zwei Refaktorierungen heben die Skalierung auf 1.024 Prozesse mit mindestens 60 Prozent Effizienz?
Earning criteria — what you'll demonstrate
- Starke und schwache Skalierung systematisch messen und interpretieren
- MPI-Kommunikations-Muster mit Profiling-Daten begruenden, nicht raten
- Hybride MPI+OpenMP-Implementierungen praktisch umsetzen
- Refaktorierungs-Roadmaps fuer wissenschaftliche Codes priorisieren
Studienpassung
Wo dies in Dein Studium passt.
Schärft dieselben Fähigkeiten, die Dein Studium von Dir erwartet.
Fähigkeiten
Fähigkeiten, die Du unter Beweis stellst.
Jede taucht auf Deinem verifizierten Zertifikat auf.
Karrieren
Berufe, auf die dies Dich vorbereitet.
Echte Berufsbezeichnungen. Echte Skill-Brücken. Wähle die, die Deinem Werdegang am nächsten kommt.
Software Engineer
HPC-Software-Engineering-Rollen in Forschungszentren und Industrie (Wettermodellierung, Reservoir-Simulation, CFD) verlangen genau diese MPI-Profiling-und-Refaktorierungs-Erfahrung — sie ist im DACH-Markt knapp.
Dieses Projekt schärft
- parallel-algorithms
- mpi
- hpc-profiling
Backend Engineer
Auch ausserhalb klassischer HPC-Kontexte sind Backend-Engineer-Rollen mit parallelen Workloads (Suche, Analytics, ML-Pipelines) interessiert an Skalierungs-Profiling-Erfahrung als Senioritaets-Indikator.
Dieses Projekt schärft
- scalability-analysis
- load-balancing
- openmp
Systems Architect
Architekt:innen, die Compute-Cluster und Job-Scheduling planen, brauchen die Sprache der starken/schwachen Skalierung — diese Challenge liefert sie mit echten Mess-Daten.
Dieses Projekt schärft
- parallel-algorithms
- scalability-analysis
- mpi
Noch eine Sache