(GRS-820) Untersuchungen zu schnelleren Berechnungsverfahren innerhalb von ARTM mithilfe von Parallelisierung

Förderkennzeichen 3624S72523

Dieses Eigenforschungsvorhaben hatte den Kompetenzaufbau der GRS bezüglich der nachträglichen Parallelisierung komplexer Simulations- und Modellierungsprogramme zum Ziel. Der Kompetenzaufbau erfolgte beispielhaft am Simulationsprogramm ARTM, da dafür bereits eine breite Expertise des Programmablaufs bei der GRS besteht. Nach einer Diskussion über die grundlegenden parallelen Hardware-Architekturen, den in anderen Atmosphärischen Ausbreitungsmodellen verwendeten Parallelisierungsstrategien und einigen gängigen parallelen Programmiermodellen wurde der Quellcode analysiert, um geeignete Stellen für eine Parallelisierung in ARTM und TALdia zu identifizieren. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wurde ein Konzept zur Parallelisierung der Simulationsprogrammbestandteile erarbeitet und umgesetzt. Aufgetretene Probleme und Besonderheiten, die bei der Umarbeitung eines sequenziellen in ein paralleles Programm auftraten, wurden diskutiert. Aus den Ergebnissen der Umarbeitung ließ sich der prognostizierte Anpassungsbedarf für komplexe Simulations- und Modellierungsprogramme im Allgemeinen und der für ARTM und TALdia im Speziellen ableiten. Hauptaugenmerk ist demnach auf die Verwendung von für den parallelen Programmablauf geeignete Speicherstrukturen und die Einhaltung des EVA-Prinzips zu legen. Die erfolgte Parallelisierung von ARTM und TALdia ergab eine reale Verkürzung der Rechenzeit um einen Faktor 3 – 4 auf einem handelsüblichen Laptop.