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Tigerteam-Projekte

Die nachfolgende Auflistung dokumentiert die Kollaborationen zwischen Mitgliedern vom bwHPC-C5-Team und Wissenschaftlern - den sogenannten Tigerteams. Für Antrag auf Support durch ein Tigerteam, klicken Sie hier.

2016

Performance Improvement of Siesta

Das Programm Siesta wird unter Anderem in der elektronischen Strukturberechnung oder zur Molekulardynamik-Simulation verwendet. In gewissen Situationen kommt es allerdings mit einer Standardinstallation zu Abstürzen. Dies lässt sich beheben, indem Optimierungsoptionen im Compiler deaktiviert werden und OpenMPI anstelle von IntelMPI verwendet wird. Das Ziel dieses Tiger-Teams war die Identifikation und Lösung des Problems und die clusterweite Bereitstellung eines optimierten Siesta Moduls. Als Grund für den Absturz konnte schließlich ein Speicherleck ermittelt werden, das unter gewissen Umständen in der MPI Bibliothek von Intel auftritt. Intel konnte den Bug in einer neueren Version beheben und das optimierte Siesta konnte in manchen Fällen bis zu einem Faktor 4 beschleunigt werden.

Mitglieder des Tiger-Teams: Institute for Computational Physics, Universität Stuttgart; kiz, Universität Ulm

Status: abgeschlossen.


Portierung und Optimierung von HPC-Rechnungen mit gekoppelten Anwendungen und erhöhtem Speicherbedarf auf JUSTUS

Wegen erhöhtem RAM-Speicherbedarf pro Prozessorkern ist die Kopplung von OpenFOAM (Open-Source Strömungslöser mit chemischen Reaktionen) mit CFDEM (Open-Source Version des Partikellösers) auf den SCC-Rechnern wie bwUniCluster oder ForHLR I im Falle der vorliegenden Anwendung mit erheblichen Effizienzeinbußen verbunden. Aufgrund der vorhandenen HPC-Infrastruktur wurde der bwForCluster JUSTUS als geeignetes System für die vorliegende Aufgabe identifiziert. Die Aufgabe des Tigerteams beinhaltet die Portierung und Kopplung der beiden Codes unter Berücksichtigung der vorhandenen InfiniBand Architektur, die Optimierung von Jobkonfiguration sowie der Workflows für die weitere Behandlung/Postprozessing der erzeugten Daten. Hierzu ist insbesondere eine effiziente Remote-Visualisierung der Ergebnisse erforderlich, um die Übertragung von großen Datenmengen stark zu reduzieren. Das gemeinsame Tigerteam der Kompetenzzentren ING und CompChem hat die Aufgaben in Kooperation mit dem Benutzer (ITCP, KIT) erfolgreich ausgeführt. Zusätzlich wurden Skalierungstests und Performanceanalysen durchgeführt, welche den Parameterbereich der effizienten Nutzung des Clusters geklärt haben. Mittels OpenGL-beschleunigter Visualisierung zur Remote-Postprozessierung mit ParaView konnten auch Videos, welche die Partikelbewegung und Verweilzeitdauer in dem chemischen Reaktor zeigen, auf JUSTUS erstellt werden.

Mitglieder des Tiger-Teams: kiz, Universität Ulm; SCC, KIT; ITCP, KIT

Status: abgeschlossen.


Portierung und Optimierung der COMSOL Softwarplattform auf dem bwUniCluster

Aus dem Institut für Angewandte Mathematik und Statistik kam die Anforderung von der Simulationssoftware COMSOL Multiphysics, eine Plattform für die Modellierung und Simulation von physikalischen Phänomenen, auf dem bwUniCluster arbeiten zu können. Das Ziel bestand darin, die CAE (Computer-Aided Engineering)-Anwendung so anzupassen, dass die Jobanforderungen direkt auf der Benutzeroberfläche des COMSOL Desktop erfolgt und die Berechnungen der Simulationen von dort aus gestartet werden können. Nachdem die Simulatoinsplattform aufgesetzt und konfiguriert wurde, ist die weitere Unterstützung der noch HPC-unerfahrenen Nutzergruppe bei der Optimierung der Anwendungen im Rahmen des Projektes „The living heart“, geplant. Des Weiteren ist die Portierung von weiteren Software-Modulen für diese Anwendergruppe geplant.

Mitglieder des Tiger Teams: Institut für Angewandte Mathematik und Statistik, Universität Hohenheim; KIM, Universität Hohenheim; Fachbereich Mathematik, Uni Stuttgart

Status: in Bearbeitung.


2015

Portierung und Optimierung von Frealix für den bwUniCluster

Ziel ist Bereitstellung, Performanceanalysen für des Programmpaket Frealix und dessen Anpassung an das Schedulingsystem MOAB am bwUniCluster, um eine hohe Parallelität und Ressourcenauslastung bei geringer Wartezeit zu erreichen. Im Rahmen dieser Unterstützungsmaßnahme werden die Mitarbeiter des Institutes der Pharmazeutischen Biotechnologie an der Universität Ulm beim Zugang zum bwUniCluster und der Etablierung von Workflows im HPC-Umfeld begleitend unterstützt.

Mitglieder des Tiger-Teams: Pharmazeutischen Biotechnologie, Universität Ulm; kiz, Universität Ulm

Status: abgeschlossen.


Development and implementation of bioinformatic workflows incl. data managent for sequence analysis of plants

Mit diesem Tiger-Team sollen die Grundlagen für die Sequenzanalyse von Pflanzengenomen und -transkriptomen auf dem bwGRiD und zukünftig auf dem BINAC geschaffen werden. Zum einen mussten hierfür verschiedenste Programme auf dem Cluster installiert und mithilfe der Anwender getestet werden, zum anderen ist eine Infrastruktur für den Datentransfer von großen Rohdaten über weite Strecken (in Kooperation mit dem Cold Spring Habor Laboratory (New York, USA) geschaffen worden.

Mitglieder des Tiger-Teams: Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen, Universität Tübingen; Cold Spring Harbor Laboratory, New York, USA; Zentrum für Datenverarbeitung, University of Tübingen

Status: abgeschlossen.


HPC implementation of the OpenFOAM top-level solver phaseFieldFoam

Ziel dieser Aktivität war die Portierung eines In-House Solvers für OpenFOAM und die Implementierung und Optimierung von Workflows auf dem bwUniCluster.

Mitglieder des Tiger-Teams: Institut für Katalyseforschung und -technologie, KIT; SCC, KIT; Hochschule Esslingen

Status: abgeschlossen.


Optimierung der Kircherpipeline für HPC-Ressourcen für die Hochdurchsatzanaylse von historischer DNA

In Kooperation mit einer Arbeitsgruppe der Palaeogenetik an der Universität Tübingen wurde ein gesamter Workflow für NGS-Analysen im Rahmen der Palaeogenetik umgesetzt. Hierzu sind entsprechende Skripte und MPI-Programme programmiert worden, den Anwendern ohne HPC-Kenntnisse die Hochdurchsatzanalyse ihrer Daten erlauben.

Mitglieder des Tiger-Teams: Palaeogenetik, Universität Tübingen; Zentrum für Datenverarbeitung, University of Tübingen

Status: abgeschlossen.


Extension of Van der Waals D3 implementation in VASP

Ziel ist die Umsetzung einer Modifikation der D3 Implementierung sowie Performance- und Speicheroptimierungen des Codes. Die geplanten Optimierungsmaßnahmen erfolgten in Zusammenarbeit mit dem Institut für Theoretische Chemie der Universität Ulm und werden bei Erfolg allen Nutzern der Software zur Verfügung gestellt werden.

Mitglieder des Tiger-Teams: Institut für Theoretische Chemie, Universität Ulm; kiz, Universität Ulm

Status: In Bearbeitung.


Density Matrix Renormalization Group Method DMRG

Zielsetzung des Projektes ist die Parallelisierung sequenzieller Programmteile und I/O-Performance-Optimierung für einen verwendeten In-House-Code zur Simulation eindimensionaler Quantensysteme mit der Dichte-Matrix Renormierungsgruppe-Methode.

Mitglieder des Tiger-Teams: Institut für Nanotechnologie, KIT; SCC, KIT

Status: In Bearbeitung.


CFD-Berechnungen von Strömungen mit Partikeln und chemischen Reaktionen

Zielsetzung ist die Portierung von Anwendungen für parallelisierte numerische Berechnungen mit dem CFD (Computational Fluid Dynamics) Programm OpenFOAM und weiterer Software, welches DEM-Rechnungen (Diskrete Element Methode) durchführt, auf die bwHPC-Cluster, inkl. Optimierung von Batch-Job-Skripten sowie Implementierung und Optimierung des Da- tenmanagements.

Mitglieder des Tiger-Teams: Institut für Technische Chemie und Polymerchemie, KIT; SCC, KIT; Hochschule Esslingen

Status: abgeschlossen.


Integration Zentralinstitut für Seelische Gesundheit

Dieses Tiger-Team begleitet die Wissenschaftler des Zentralinstituts für Seelische Gesundheit (ZI) bei der Nutzung des bwUniClusters. Die Integration des ZI in das Identitätsmanagement der Universität Heidelberg und die Erstellung von entsprechendem Dokumentationsmaterial sind bereits erfolgt. Des Weiteren ist die Bereitstellung von Software-Modulen für diese Anwendergruppe geplant.

Mitglieder des Tiger-Teams: Zentralinstituts für Seelische Gesundheit, Mannheim; URZ, Universität Heidelberg

Status: In Bearbeitung.


Mplus-Bereitstellung auf dem bwForCluster MLS&WISO

Aus den Sozialwissenschaften kommt die Anforderung für die Software Mplus. Das Tiger-Team hat das Ziel, Mplus auf dem bwForCluster MLS&WISO bereit zu stellen. Eine erste Version wurde auf dem bwUniCluster zu Testzwecken vorbereiten. Nach Klärung der Lizenzierungsfragen mit den Herstellern kann das vorbereitete Software-Module für den bwForCluster angepasst und übertragen werden.

Mitglieder des Tiger-Teams: RUM, Universität Mannheim

Status: In Bearbeitung.


Data management, processing and analysis of Whole Transcriptome based RNA-sequencing reads

RNA was extracted from the whole blood samples taken during the immunization schedules at different timepoints and the whole blood transcriptome was obtained by Next Generation Sequencing based RNA sequencing method. The objective of this tiger team was to enable and optimize the HPC-based analyses of RNA sequencing reads. Workflows and submission scripts were therefore created for RNA-Seq transcription analyses, T-Cell antigen receptor analysis and human leukocyte antigen analysis utilizing the job dependency functionality offered by batch system (MOAB/Torque).

Members of the Tiger-Team: Institute of Tropical Medicine, University of Tübingen, Zentrum für Datenverarbeitung, University of Tübingen

Status: finished.


HoReX - Hochdurchsatzanalyse zur Retinologischen Expertenanalyse

Ziel des Tiger Teams "Hochdurchsatzanalyse im Rahmen der Nationalen Kohorte" (HoReX) ist die Erstellung eines Konzeptes für die Implementierung der zuvor beschriebenen Analysepipeline auf den HPC-Ressourcen des bwHPC in Baden-Württemberg und dessen Umsetzung. Neben der Entwicklung der lokalen Komponenten gehört hierzu auch der sichere Datenaustausch zwischen den Standorten über ein öffentliches WAN sowie die Optimierung der ARIA Software für den Einsatz auf parallelen HPC-Systemen. Anschließend erfolgt die Entwicklung von geeigneten Tools mit einer grafischen Benutzeroberfläche zur Überwachung und Steuerung der einzelnen Komponenten.

Mitglieder des Tiger-Teams: Forschungsinstitut für Augenheilkunde, Universität Tübingen; Institut für Informatik, Hochschule Reutlingen; Universitäts-Augenklinik, Universität Tübingen; HPC-Kompetenzzentrum für Bioinformatik und Astrophysik, Universität Tübingen; Kommunikations- und Informationszentrum, Universität Ulm

Status: abgeschlossen.


An Analysis of Multicast Traffic in Wireless Networks

Today wireless local area networks (WLANs) are part of most network infrastructures, providing access to data at work, at home, and at public places. In addition, today many protocols exist that make use of multicast to share and receive data in a group-like manner. However, multicast is often disabled as a precautionary measure, since multicast is expected to have negative impacts on network performance. We want to determine whether there is a need to optimize multicast or protocols using multicast when being used in WLAN environments. Thus, in this thesis a simulation study is performed, evaluating the effects of multicast traffic on WLANs using the IEEE Standard 802.11n.

To design an accurate study, a thorough survey of literature in related fields is done. As a result, we present various simulation models enabling us to evaluate multicast traffic in WLANs. In addition, DNS service discovery over multicast DNS (mDNS) is evaluated as a use case. Furthermore, we propose an extension to mDNS, reducing the amount of traffic needed to be transmitted when using mDNS. We further discuss how to execute independent simulations in parallel on a high performance computation cluster, the various precautions that need to be taken, and the necessary preparations that need to be made. While our simulation study indicates that the effects on network performance of mDNS used within a WLAN environment are moderate, it also indicates that multicast traffic at higher data rates does not have as negative an impact on the network performance in small WLANs as anticipated.

The Tiger-Team installed the program Omnet 4.6 on the bwUniCluster and created Moab-submit-scripts for the calculations using 'GNU parallel'.

Members of the Tiger-Team: Andreas Rain (Uni Konstanz | AG Verteilte Systeme, Prof. Dr. Marcel Waldvogel), Rainer Rutka (Uni Konstanz | KIM/Rechenzentrum)

Status: finished.


Erforschung von genetischen Populationsstrukturen am Beispiel von europäischen Wasserflöhen

Unterteilung der Gesamtstichprobe in genetisch ähnliche biologische Cluster aufgrund der Geninformationen einzelner Individuen.

Ausgehend von einem Datensatz ausgewählter Geninformationen (Mikrosatelliten-Marker) einer großen Anzahl von Wasserflöhen (zum Beispiel Art Daphnia longispina) aus verschiedenen Gewässern aus verschiedenen Ländern in Europa, wird diese zu den einzelnen Herkunftsgewässern sortiert.

Die Sortierung in eine bestimmte Anzahl an genetischen Clustern erfolgt ausschließlich aufgrund der individuellen Genotypen. Daher muss für jede Anzahl an zu berechnenden Clustern ein eigenes Szenario errechnet werden, und für jedes Szenario werden mehrere unabhängige Simulationen durchgeführt, um eine statistisch sichere Aussagekraft sicherzustellen.

Die Berechnung der einzelnen Simulationen erfolgt auf dem bwUniCluster, mit dem es möglich ist, mehrere hundert von einander unabhängige Simulationen zu starten.

Das Tiger-Team installierte das Programm Structure 2.3.4 auf dem bwUniCluster und erstellte ein Moab-Submit-Skript, mit dem die parallelen Berechnugen durchgefürt wurden.

Mitglieder des Tiger-Teams: Dr. Robert H.S. Kraus (Uni Konstanz | Max-Planck-Institut für Ornithologie, FB Biologie Universität Konstanz), Rainer Rutka (Uni Konstanz | KIM/Rechenzentrum)

Status: abgeschlossen.


Regionaler Klimawandel

Die Hohenheimer DFG-Forschergruppe "Regionaler Klimawandel" implementiert ein gekoppeltes Landmodellsystem, in dem Interaktionen und Feedbacks zwischen Atmosphäre, Landoberfläche und Landnutzung hochaufgelöst simuliert werden. Ziel ist es, die Anpassung von Landnutzern und die Wechselwirkungen zwischen Landnutzungsentscheidungen und Atmosphäre-Landoberfläche-Prozessen zu erfassen und so verbesserte regionale Projektionen über die Folgen des Klimawandels zu gewinnen. Insbesondere interessiert hierbei die Anpassung an die geänderten klimatischen Bedingungen auf verschiedenen Ebenen und Skalen, die von einzelnen Akteuren über landwirtschaftliche Betriebe bis hin zu Wassereinzugsgebieten und ganzen Landschaften reichen. Mit ihrem integrativen Ansatz verknüpft die Forschergruppe das Thema des globalen Klimawandels mit einer Vielzahl von Funktionen von Agrarlandschaften (Multifunktionalität) auf regionaler Skala (siehe auch https://klimawandel.uni-hohenheim.de).

Die von der Arbeitsgruppe entwickelte Software MPMAS benutzt für die Simulation von Landnutzungsentscheidungen die Bibliothek IBM-OSL. Jeder einzelne reale Landnutzer wird durch einen Computeragenten repräsentiert (Multi-Agentensystem), der die individuellen Anbau- und Investitionsentscheidungen mit Hilfe von mathematischer Programmierung (Mixed Integer Linear/Quadratic Programming, MIP) trifft. Während eines Simulationslaufes werden Hundertausende von individuellen MIP-Problemen gelöst. Der verwendete MIP-Löser ist Teil der Legacy-Library IBM-OSL, die nur unter 32-Bit gelinkt werden kann.

Das Tiger-Team stellte eine 32-Bit OpenMPI-Umgebung bereit, mit deren Hilfe der Quellcode erfolgreich übersetzt und das Programm über Knotengrenzen hinweg parallel ausgeführt werden kann.

Status: abgeschlossen.


GAMESS Porting to JUSTUS

The General Atomic and Molecular Electronic Structure System (GAMESS), developed by the Gordon research group at Iowa State University, is a general ab initio quantum chemistry package.

The Theoretical Chemistry research group in Heidelberg is working on a broad scope of subjects related to electron and nuclear dynamics in molecules. Such studies often require the calculation of potential energy surfaces (PESs) of the ground state, excited states, ionized, and electron-attached states. GAMESS provides a variety of methodologies by which one can compute the PESs under various approximations. Most importantly, it allows one to calculate high-lying excited states using either configuration-interaction or coupled cluster methods.

Some GAMESS jobs will be running only on few processor cores but require the full physical memory of the machine for each shared memory segment. The default Linux kernel limits for the maximum number of bytes in a single shared memory region is too small to be useful in such use cases.

Some other GAMESS jobs will be running in parallel on multiple nodes. The standard front-end script "rungms" shipped with the GAMESS source package does not support the new TMI fabric for Intel MPI Library, which is the preferred communication fabric and expected to yield best performance for the Qlogic InfiniBand HCAs used at JUSTUS.

The aim of this support activity is to address both of the above mentioned issues and also to provide a common software module for GAMESS that will be generally available to all GAMESS users at the JUSTUS cluster.

Status: finished.


Matlab Integration

The Tiger Team "Matlab Integration" was established in October 2013 after a Matlab workshop in Freiburg. Attendees were scientists from various fields working with Matlab, experts from MathWorks and members of the bwHPC-C5 competence centers. The workshop raised several complex questions that could not be answered right away and needed a joint effort with a longer perspective.

In the course of the Tiger Team "Matlab Integration", three main problems were addressed. The first problem was a cross licensing issue which was settled by an agreement between MathWorks and the state of Baden-Württemberg. Next, there was the technical issue of Matlab implicitly using all available cores on a cluster node. This invalidated the shared usage model used on the bwUniCluster. A workaround was found and is now documented in the Best Practices Repository of the bwHPC-C5 project. The last problem addressed the concerns of users who prefer the Matlab graphical user interface over the Unix command line. A perspective solution is the usage of the Matlab Distributed Computing Server (MDCS), which is included with a limited number of workers (max 32 cores) in the state wide license. This allows scientists to submit jobs to the clusters from the Matlab installation on their local desktop. After a series of tests with pilot users, this solution was made available to the bwUniCluster users. The documentation is available on the bwHPC Best Practices Repository. Further developments be pursued by a follow-up Tiger Team.

Members of the Tiger Team "Matlab Integration": MathWorks and HPC Competence Centers Freiburg, Heidelberg, Karlsruhe, Tübingen, Ulm

Status: finished.


Virtual Research Environment CMS

On September 18th 2014, scientists from the field of elementary particle physics and members of the HPC competence center ENM in Freiburg got together to investigate the feasibility of providing virtual research environments on the forthcoming bwForCluster ENM in Freiburg. One of the identified use cases was the LHC project CMS researched by groups in Karlsruhe. The HPC competence center ENM in Freiburg, provided a preliminary cluster installation on older cluster hardware along with the virtualization framework OpenStack, thus providing a testbed for the envisioned solution. The scientists from Karlsruhe provided virtual machine images and an workflow manager to schedule jobs to the cluster. Initially, a static portion of the cluster was reserved for that purpose. In 2015, dynamic allocation of cluster resources was made possible. This required writing a custom plugin for cluster scheduler software and interfacing to the external workflow manager. Work was concluded with a workable solution presented in a workshop on August 17th 2015.

Members of the Tiger Team "Virtual Research Environment CMS": The Group of Prof. Günter Quast (Georg Fleig, Manuel Giffels, Thomas Hauth, Frank Polgart) from KIT; HPC Competence Center Freiburg.

Status: finished.


Feasibility Study: Virtual Research Environment ATLAS

After the encouraging experience with the Tiger Team "Virtual Research Environment CMS", a corresponding Tiger Team was established to investigate the feasibility of providing a virtual research environment for users analyzing data of the ATLAS experiment at the LHC. The ATLAS group in Freiburg had not yet investigated the possibility of running their research environment in a virtual machine setup. In a first step, the research environment running on a single machine (cluster compute node) had to be migrated to the OpenStack framework used in the preliminary bwForCluster ENM setup in Freiburg. Second, a static number of bwForCluster nodes was used to start virtual machines, announcing them to the local ATLAS project servers. After that, the virtual machines accepted jobs from local ATLAS users and successfully completed them. As an additional stress test, the WLHC testing framework HammerCloud was used (see report). This concluded the feasibility study. In a follow-up Tiger Team, the dynamic allocation of cluster nodes will be investigated.

Members of the Tiger Team "Virtual Research Environment ATLAS": The Group of Prof. Markus Schumacher (Anton Gamel, Michael Böhler) from Freiburg; HPC Competence Center Freiburg.

Status: finished.




2014


QIIME in HPC-Bereich

Zielsetzung des Tiger-Teams war die Unterstützung einer Arbeitsgruppe der Mikrobiologie an der Universität Ulm bei der Datenauswertung von Pyrosequenzierungen mit Hilfe der Software "QIIME" (Quantitative Insights Into Microbial Ecology). Dieses Programmpaket ermöglicht den Vergleich und die Untersuchung mikrobieller Lebensgemeinschaften in verschiedenen Habitaten. Aufgrund des längerfristig erwarteten Speicherbedarfs für diese Art der Analysen sollten die Voraussetzungen für den Einstieg der Arbeitsgruppe in das HPC-Umfeld geschaffen werden. Zu diesem Zweck wurde OIIME als Softwaremodul auf dem bwUniCluster bereit gestellt und die Arbeitsgruppe an die Nutzung der Software in einer HPC-Umgebung heran geführt.

Mitglieder des Tiger-Teams: Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie, Universität Ulm; kiz, Universität Ulm

Status: abgeschlossen.


Automatische Kodierung parlamentarischer Anfragen

Ziel ist die thematische Kodierung aller parlamentarischen Anfragen seit der ersten Legislaturperiode mit Hilfe des maschinellen Lernverfahrens für die automatische Textklassifizierung RTextTools (R package) auf dem UniCluster.

Mitglieder des Tiger-Teams: Universität Konstanz

Status: abgeschlossen.


High-Throughput Picture Analysis in Ophthalmologie

Ziel des HTPAO Tiger Teams war die Optimierung der Parallelisierung des sogenannten ARIA Matlab Skriptes. Dieses Skript dient der automatisierten Auswertung von Bildern der Netzhaut im Rahmen der „Nationalen Kohorte“. Dies ist ein Netzwerk deutscher Forschungseinrichtungen aus der Helmholtz-Gemeinschaft, den Universitäten, der Leibniz-Gemeinschaft und der Ressortforschung. Es hat die Aufgabe, deutschlandweit den Aufbau einer groß angelegten Initiative für die Durchführung einer groß angelegten Langzeit-Bevölkerungsstudie ergriffen, um

  • die Ursachen von Volkskrankheiten wie z.B. Herz-Kreislauferkrankungen, Krebs, Diabetes, Demenzerkrankungen und Infektionskrankheiten aufzuklären,
  • Risikofaktoren zu identifizieren,
  • Wege einer wirksamen Vorbeugung aufzuzeigen, sowie
Möglichkeiten der Früherkennung von Krankheiten zu identifizieren. Die Ophthalmologie der Universität Tübingen übernimmt im Rahmen der NK die Auswertung von Abbildungen der Netzhaut. Hierbei werden mit Hilfe des Matlab Programms ARIA automatisch Venen und Atrien identifiziert, der Durchmesser und anschließend das Verhältnis bestimmt. Die Daten werden vom DKFZ Heidelberg bereitgestellt und auf dem bwGRiD Cluster in Tübingen ausgewertet. Hierfür sind im Rahmen des Tiger Teams bash Skript für die automatisierte Auswertung erstellt worden und die Berechnungen mit dem ARIA Programm konnten durch Code Optimierung um das 10fache beschleunigt werden. Die bash-basierte Job Submission dient vor allem der Optimierung des Matlab Codes und ist nicht für die Produktion vorgesehen. Hierfür wird zurzeit in Kooperation mit der Hochschule Reutlingen ein auf Tomcat basierende Portallösung, um die Daten vom DFKZ Heidelberg zu empfangen, sie auf den bwGRiD Clustern Tübingen zu transferieren, zu Analysieren und die Resultate an den mit der Auswertung befassten Mediziner über einen Java Client zur Verfügung zu stellen. Die Entwicklung der Portal Komponenten findet an der Reutlingen statt, die Komponenten für die MOAB Job Submitierung wurden vom ZDV Reutlingen entworfen und in Java implementiert.

Mitglieder des Tiger-Teams: Ophthalmologie, Universität Tübingen; Zentrum für Datenverarbeitung, University of Tübingen

Status: finished.


Anpassung von Workflows zur direkten Nutzung der BioQuant LSDF

In der LSDF in Heidelberg liegen große Datenmengen, bei deren Auswertung ein HPC-System direkten Zugriff auf die Daten haben sollte. Das Tiger-Team soll die Anpassung der Workflows für die Nutzung der Daten in der LSDF vom bwForCluster aus begleiten. Auch die Migration und die Nutzung des Nachfolgesystems LSDF2 soll unterstützt werden.

  • Phase 1: Nutzung des Prototyps (März 2014 - Februar 2015)
  • Phase 2: Phase II: Anbindung der LSDF in Heidelberg an den bwForCluster
  • Phase 3: Phase III: Anbindung der LSDF2 an den bwForCluster

Mitglieder des Tiger-Teams: BioQuant, Universität Heidelberg; URZ, Universität Heidelberg; RUM, Universität Mannheim

Status: In Bearbeitung.


Parallelisierung von ArcGIS/SAGA Potential von Regenerativen Energien

Das Erschließen des Potentials für die Nutzung von Regenerativen Energien an Gebäuden der Universität Tübingen soll mithilfe von Computersimulationen ermittelt werden. Hierzu führt die Arbeitsgruppe von Prof. Hochschild umfangreiche Simulationen auf dem bwGRiD Cluster mit der Software SAGA durch. Das ursprünglich für die Simulationen verwendete Programm ARC-GIS ist kommerziell

Mitglieder des Tiger-Teams: Geoinformatik, Universität Tübingen; HPC-Kompetenzzentrum für Bioinformatik und Astrophysik, Universität Tübingen

Status: In Bearbeitung.


Pseudo-Parallelization of SMOLDYN

Researchers in the group of Prof. Dr. Ana J. García-Sáez are using high performance resources to simulate the time dependent spatial distribution of molecules and second messengers in biological cells. The simulations are conducted with the program Smoldyn that was especially developed for this kind of simulations. It is based on a theory of diffusion-limited chemical reaction rates that was derived by von Smoluchowski in 1917. The name "Smoldyn" is short for Smoluchowski dynamics, which comes from this theory (Smoldyn User's Manual for Smoldyn version 2.31, 2013 Steve Andrews). A rudimentary parallelization based on threads is implemented into Smoldyn. However, it is not very well tested and usage is generally not recommended, as stated in the manual.

The key project objective of this Tiger Team is to provide a python script for high throughput parameters studies with Smoldyn on the bwUniCluster. Smoldyn has very powerful macro functionality for conducting parameter studies that allows users in combination with python scripts to change different parameters in a study automatically. Each simulation is then submitted as separate job to the queuing system of the cluster. This method allows the user to increase the number of calculations in an efficient way.

The project is successfully finished and the code developed by the Tiger Team is in use for production runs.

An example is attached to the bwHPC wiki article Smoldyn and can be started on the bwUniCluster by copying the files into a directory and execute.

Status: finished.


Mathematica Integration

Following a user request from Ulm in March 2014, a Tiger Team was established to investigate license management issues with respect to the commercial Mathematica software package from Wolfram Research. The underlying problem was that every university has its own Mathematica license agreement. To this end, two related problems had to be solved. First, the legal implications needed to be clarified: The Tiger Team issued a formal request to Wolfram Research, asking whether users were allowed to use Mathematica on the bwUniCluster in Karlsruhe using the license from their home university. Second, a technical solution had to be devised to separate the different license pools: Mathematica users on the bwUniCluster should only get licenses from their corresponding university license pools. In Mai 2014, the final solution had been worked out. According to Wolfram Research, it is covered by the license agreement. In principle, the solution is applicable to all bwForClusters. For usage of the Mathematica software package, see the bwHPC Best Practices Repository.

Members of the Tiger Team "Mathematica Integration": HPC Competence Centers Freiburg and Ulm

Status: finished.