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Was ist High Throughput Computing?

Beim High Performance Computing (HPC) steht die möglichst kurze Programmlaufzeit im Vordergrund. Dazu wird neben allgemeinen Optimierungen und schnelleren Prozessoren vor allem Parallelverarbeitung genutzt.

Allerdings sind Supercomputer in Anschaffung und Unterhalt wesentlich teurer als Workstations. Die Entwicklung paralleler Programme wird durch diverse Bibliotheken (POSIX Threads, PVM, MPI, …) und Compiler-Erweiterung (OpenMP, …) zwar unterstützt; dennoch ist Parallelverarbeitung programmtechnisch anspruchsvoll. Die beiden Bibliotheken ermöglichen allerdings die Verwendung von Workstations im Netz zum parallelen Ablauf von Programmen.

Beim High Throughput Computing (HTC) wird besonders auf die Rechenleistung über lange Zeiträume geachtet; in vielen Fällen ist die kurze Antwortzeit des HPC nicht erforderlich; notwendig ist, die Berechnungen in absehbarem Zeitrahmen fertigzustellen. Bei der Rechengeschwindigkeit ist daher weniger die Spitzenleistung in FLOPS, sondern die permanent verfügbare Rechenleistung (FLOPW, FLOPM oder FLOPY) von Interesse.

Typische Anwendungen

HTC eignet sich insbesondere für Anwendungen die lange Laufzeiten aufweisen und wenn dasselbe Programm mit unterschiedlichen Parametersätzen (Parameter-Studien) mehrfach gestartet werden soll.

  • Lösung rechenintensiver Aufgaben aus dem naturwissenschaftlichen und technischen Bereich
    • Simulationen
    • Lösung von Randwertproblemen (Wärmeleitung, Atmosphärenmodelle, …)
    • Optimierungen (Proteinstrukturen, Layout von ICs und Platinen, …)
  • Computergrafik (3D-Animationen)

Typische Nicht-Anwendungen

Aufgrund der Natur des HTC sollten einige Voraussetzungen erfüllt sein.

  • Probleme, deren Lösung einem engen Zeitplan unterliegt (z.B. Wettervorhersagen) werden besser mittels HPC gelöst.
  • Programme mit sehr großem Bedarf an Speicher, Festplatten und Input oder Output-Bandbreite laufen im Allgemeinen nur auf speziellen Rechnern zufriedenstellend.
  • Programme mit sehr kurzer Laufzeit profitieren im Allgemeinen weniger von HTC; weil der Overhead gelegtlich im Bereich mehrerer Minuten liegt.

Wir verwenden seit 1998 Condor, um möglichst effizient Batchjobs neben dem interaktiven Betrieb im Institutscluster zu rechnen.

http://itp.tugraz.at/~ahi/Uni/AppSoft/HTC/

Author: Andreas Hirczy

Created: 2017-11-08 Mit 18:19

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