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SFB 912:  HAEC - Highly Adaptive Energy-Efficient Computing

Fachliche Zuordnung Informatik, System- und Elektrotechnik
Förderung Förderung von 2011 bis 2020
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 164481002
 
Der Energieverbrauch und die daraus resultierenden ökologischen Auswirkungen der wichtigsten Bestandteile des Internets wie Rechenzentren und Kommunikationsinfrastruktur erreichen alarmierende Werte. Im Jahr 2012 machte die Informations- und Kommunikationstechnologie 4,6% des weltweiten Stromverbrauchs aus, mit jährlichen Wachstumsraten von 7%, was einer Verdoppelung pro Jahrzehnt entspricht. Kommunikationsnetze, Computer und Rechenzentren sind gleichermaßen für den oben genannten Energieverbrauch verantwortlich. Das visionäre Ziel des Sonderforschungsbereichs (SFB) HAEC (Highly Adaptive Energy-Efficient Computing) ist es, Technologien zu erforschen, die es ermöglichen, Computersysteme mit hoher Energieeffizienz zu ermöglichen, ohne Kompromisse bei der Leistungsfähigkeit einzugehen.Ein einfacher Weg zur Verbesserung der Energieeffizienz besteht darin, den Energieverbrauch jeder einzelnen beteiligten Hardwarekomponente zu reduzieren. Ebenso wichtig ist es jedoch zu verstehen, wie das Softwaresystem an eine Hardware angepasst werden kann und umgekehrt. Heute wird Software ohne Bewusstsein des Energieverbrauchs geschrieben und agnostisch auf generische Hardwarekonfigurationen paralleler Maschinen abgebildet. Da die Rechenprobleme ein gewisses Maß an problemspezifischer Verarbeitung und Interkommunikation erfordern, könnte ein hochadaptives Hardwaresystem, das seine Konfiguration entsprechend den Anforderungen des Softwaresystems optimieren kann, einen wesentlich höheren Wirkungsgrad erzielen. Dafür müssten Systemzustände der Applikation und des Hardwaresystems überwacht und auch während der Laufzeit berücksichtigt werden. In diesem Zusammenhang wird sich HAEC auf die Erforschung größerer Serversysteme konzentrieren, von Anwendungen bis hin zur Hardware.Um einen integrierten Ansatz des Highly Adaptive Energy-Efficient Computing (HAEC) zu erreichen, wird das Problem auf allen beteiligten Technologieebenen, der Hardware, der Rechnerarchitektur und dem Betriebssystem, der Softwaremodellierung sowie der Anwendungsmodellierung und Laufzeitkontrollebene angegangen. Ein neuartiges Konzept wird erforscht, die HAEC Box, die optische und drahtlose Chip-to-Chip-Kommunikation beinhaltet. Dies ermöglicht eine neue Stufe der Laufzeitadaptivität und schafft eine Plattform für die flexible Anpassung der Hardwarekonfiguration an die Bedürfnisse des gestellten Rechenproblems. Um diese Fähigkeit auf Softwareebene auszuschöpfen, wird eine hierarchische Energieregelkreisinfrastruktur untersucht, die für die Steuerung des Energiekompromisses auf Basis des aktuellen Hardwarezustandes sowie der kontextabhängigen Anwendungsanforderungen verantwortlich ist. Der HAEC SFB ist daher ein erster Versuch, eine hohe Anpassungsfähigkeit und Energieeffizienz mit einem integrierten Ansatz über alle Ebenen hinweg zu erreichen, von der Hardwarekomponente bis zur Anwendungssoftware.In Phase I haben wir den Grundstein für die HAEC-Vision gelegt, indem wir bedeutende Fortschritte bei neu
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Technische Universität Dresden
 
 

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