ChEESE-2P

ChEESE, das Centre of Excellence for Exascale in Solid Earth, soll ein zentraler Knotenpunkt für HPC-Software in der Solid Earth Community werden. Das Projekt befasst sich mit den vielfältigen aus Georisiken entstehenden Herausforderungen, indem es verbesserte Methoden für deren genaue Vorhersage mithilfe von Exascale-Computern entwickelt.

Das wissenschaftliche Ziel von ChEESE-2P ist die Entwicklung von elf Community-Flaggschiff-Codes für 12 bereichsspezifische Herausforderungen des Exascale-Computing. Das Projekt erweitert die in der ersten Implementierungsphase abgedeckten Bereiche (computergestützte Seismologie, Magnetohydrodynamik, physikalische Vulkanologie und Tsunamiforschung) um zwei weitere Disziplinen (Geodynamik und Modellierung von Gefahren durch Gletscher). Mithilfe eines Co-Design-Prozesses unter Anwendung von Mini-Apps werden die Codes hinsichtlich ihrer Leistung auf verschiedenen Arten von Beschleunigern, ihrer Skalierbarkeit, ihrer Bereitstellung, ihrer Containerisierung und ihrer Portabilität optimiert. ChEESE-2P untersucht diese Fragen sowohl für aktuelle Pre-Exascale-Systeme als auch für zukünftige Hardware-Architekturen, die aus den EuroHPC-Piloten hervorgehen. Bei der Optimierung wird auch die Leistung von heterogenen Einzel- und Mehrknoten-Systemen berücksichtigt. Die Effizienz wird unter Verwendung der Performance Optimization and Productivity (POP) Metrics kontinuierlich überwacht.

Die Codes und Arbeitsabläufe werden eine neue Generation von neun Pilotdemonstratoren (PDs) bilden, die auf Konzepten wie Multi-Skala, Multi-Quelle und Multi-Physik beruhen. Die PDs werden sich in 15 Simulationsfällen (SCs) materialisieren, die Fähigkeiten und Kapazitätsnutzungsfälle von besonderer Relevanz in Bezug auf Wissenschaft, gesellschaftliche Herausforderungen oder Dringlichkeit darstellen. Die SCs werden:

• relevante (European Open Science Cloud) EOSC-kompatible Datensätze erzeugen
• Dienste zu Aspekten von Georisiken wie Eilberechnungen, Frühwarnvorhersagen und Gefahrenabschätzung ermöglichen
• einen Notfallzugriffsmodus in EuroHPC-Tier-0/Tier-1-Systemen für georisikoreiche Ereignisse (Erdbeben, Tsunamis und Vulkane) fördern

Schließlich wird ChEESE-2P mit anderen europäischen Projekten im Bereich der Gesteinsrinde, einschließlich längerfristiger Initiativen wie Destination Earth, in Verbindung stehen, diese aufeinander abstimmen und Synergien schaffen.

Das HLRS spielt bei ChEESE-2P eine zweifache Rolle. Erstens koordiniert das HLRS die Leistungsanalysekampagnen für die Flaggschiff-Codes. Diese Kampagnen werden auf EuroHPC-Systemen durchgeführt, um Leistungsengpässe im großen Maßstab aufzudecken und die Fortschritte bei der Codeoptimierung zu überwachen. Zweitens leitet das HLRS das Arbeitspaket Simulation Ecosystem. In diesem Teil werden Herausforderungen in den gesamten Simulations-Workflows untersucht, in denen ein Anwendungscode verwendet wird. Dieses Arbeitspaket verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz, indem es Leistungsanalysen einsetzt und neue Methoden der Simulationseinrichtung, des Deployment und der Datenanalyse nutzt, um die Gesamtzeit bis zur Lösung unserer Arbeitsabläufe zu verkürzen.