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Technische Universität Dresden als NVIDIA CUDA Research Center ausgezeichnet

09.03.2011 - (idw) Technische Universität Dresden

Die Technische Universität Dresden ist von dem Grafikkartenhersteller NVIDIA mit dem Titel CUDA Research Center ausgezeichnet worden.
Koordiniert durch das Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH), hatten sich fünf Forschergruppen der TU Dresden und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) aus den Bereichen Informatik, Physik und Elektrotechnik um den Titel beworben. Die von den Professoren Thomas E. Cowan, Wolfgang Lehner, Wolfgang E. Nagel, Christian Schroer und Ronald Tetzlaff geleiteten Gruppen wollen nun ihre Forschung zur Verwendung von Grafikprozessoren bündeln und Synergien stärker nutzen.

Die Nutzung von Grafikprozessoren, so wie ihn jeder PC in seiner Grafikkarte besitzt, wird für wissenschaftliches Rechnen immer attraktiver, da sich so die Geschwindigkeit von Anwendungen teilweise um den Faktor 100 und mehr steigern lässt. NVIDIA unterstützt die Bemühungen der Forschung, um so innovativen Entwicklungen den Weg zu bereiten. Eine Form dieser Förderung ist die Auszeichnung einer geringen Anzahl von Forschergruppen pro Jahr mit dem Titel CUDA Research Center. Die geförderten Wissenschaftler erhalten stets aktuelle Hardware und stehen mit Anwendungsexperten der Firma NVIDIA im Dialog.

Die Forschergruppen arbeiten eng mit dem Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH) der TU Dresden zusammen, welches zum einen die nötige Infrastruktur betreibt und zum anderen selbst an der Forschung beteiligt ist. So interessiert sich die Gruppe um Prof. Wolfgang E. Nagel dafür, wie man die Anwendungen auf Grafikprozessoren noch schneller machen kann, indem man ihre Schwachstellen findet und verbessert.

Die von Prof. Thomas E. Cowan vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf geleitete Forschergruppe untersucht, wie man Teilchenstrahlen mithilfe ultrakurzer Laserpulse beschleunigen kann ein Prozess, der die zur Krebsbehandlung eingesetzte Partikeltherapie deutlich vereinfachen könnte. Neben den am Hochleistungslaser DRACO des HZDR durchgeführten Experimenten sind Simulationen ein wichtiges Hilfsmittel. Auf Grafikkarten der neuesten Generation lässt sich mit ihrer Hilfe die Bewegung von mehreren hundert Millionen Teilchen unter Einfluss des Laserpulses berechnen, um so neue Erkenntnisse über die Teilchendynamik zu erhalten.

Die Forscher um Prof. Wolfgang Lehner vom Lehrstuhl Datenbanken der TU Dresden arbeiten an der nächsten Generation von Datenbanken, welche noch schneller Antworten auf Fragen von Benutzern liefern können. Dazu nutzen sie Grafikprozessoren, um sehr zeitaufwändige Datenbankoperationen zu beschleunigen bzw. häufig verwendete Zwischenergebnisse immer wieder im Voraus mit dem Grafikprozessor zu berechnen.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Christian Schroer am Institut für Strukturphysik der TU Dresden beschäftigt sich mit Röntgenmikroskopie, die es ermöglicht, mit hoher Ortsauflösung zerstörungsfrei in das Innere von Objekten hineinzuschauen. Dadurch lassen sich zum Beispiel die Leiterbahnen eines Mikrochips zerstörungsfrei abbilden, aber auch chemische Prozesse im Inneren eines katalytischen Reaktors verfolgen. Letztere spielen in der Chemie, den Umweltwissenschaften und bei der Energieversorgung eine wichtige Rolle.

Einen wesentlichen Schwerpunkt der Forschergruppe um Prof. Ronald Tetzlaff vom Lehrstuhl für Grundlagen der Elektrotechnik der TU Dresden ist die Analyse, Modellierung und Simulation komplexer Systeme. Im Vordergrund steht dabei häufig das Ziel, neuartige Methoden zur Informationsverarbeitung zu entwickeln. Beispielsweise erfolgt in einem Forschungsprojekt mit der Universitätsklinik für Epileptologie in Bonn die Analyse mehrkanaliger Messungen der bioelektrischen Aktivität des Gehirns bei Epilepsie-Patienten mit dem Ziel, eine automatisierte Erkennung von Zeiten mit erhöhter Anfallswahrscheinlichkeit zu ermöglichen. Dies könnte in ein Frühwarnsystem für epileptische Anfälle münden.

"NVIDIA gratuliert der TU Dresden zur Auszeichnung als CUDA Research Center", sagt Stefan Krämer, Direktor HPC - Education bei NVIDIA. "GPU-Computing trägt einen immer wichtigeren Anteil an Forschung und Simulation in Bereichen wie Lebenswissenschaften und Bioinformatik."


Die ausgezeichneten Forschergruppen werden ihre neu entwickelten Methoden regelmäßig diskutieren. Gemeinsam genutzte Algorithmen werden vom ZIH weiter optimiert und der Gruppe als Softwaremodule zur Verfügung gestellt, sodass alle gemeinsam davon profitieren. Der Titel CUDA Research Center wurde für die Dauer eines Jahres verliehen.

Informationen für Journalisten: TU Dresden, Center for Information Services and
High Performance Computing (ZIH), Phone: (+49) 351 463-39871, Fax: (+49) 351 463-37773, e-mail: guido.juckeland@tu-dresden.de
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