Výzkumná skupina Superpočítačových technologií SC@FIT

Výzkumná skupina Superpočítačových technologií SC@FIT

Výzkumná skupina Superpočítačový technologií se zajímá o architekturu a výstavbu vysoce výkonných počítačových systémů, jejich provoz a energetickou efektivitu. Výzkumná skupina se dále specializuje na návrh a vývoj vysoce optimalizovaných aplikací, redukci komunikační režie a vysoké škálování. Nosnou aplikací výzkumné skupiny je simulační toolbox k-Wave určený pro modelování šíření ultrazvuku v živých tkáních.

Témata výzkumu

Hardwarová témata
  • Architektura paralelních systémů
  • Modelování výkonnosti a škálování paralelních systémů
  • Systémy založené na GPU a dalších akcelerátorech
  • Nízkopříkonové systém, optimalizace výkonu a spotřeby
Softwarová témata
  • Dekompozice spektrálních metod
  • Automatické vyvažování zátěže na heterogenních systémech
  • Párování fyzikálních modelů
  • Asynchronní vstup/výstup
  • Systémy pro řízení a monitoring superpočítačů
  • Moderní programovací jazyky v HPC (Python, OpenACC, Thrust)
Aplikace
  • Simulace šíření ultrazvuku v lidském těle
  • Akcelerace fotoakustického snímkování
  • Návrh ultrazvukových senzorů
  • Vědecké aplikace určené pro vysoký výkon

Projektové video

Aktuální zaměření výzkumu

V současné době se skupina věnuje především projektu PAMMOTH, jehož cílem je fotoakustické snímkování prsou. V rámci tohoto projektu se zabýváme sběrem dat, on-the-fly vyhodnocením kvality nasnímaných dat a jejich následným zpracování na superpočítači. K tomuto účelu využíváme masivně paralelní implementaci toolboxu k-Wave založenou na lokální dekompozici spektrálních metod. O plnou automatizaci a monitorování výpočtu se stará náš vlastní systém k-Dispatch. 

Výzkumná skupina se rovněž věnuje aplikaci fokusovaného ultrazvuku pro neurostimulaci a neurochirurgii. Pro tyto účely vyvíjíme akcelerovaný simulátor šíření ultrazvuku v elastických materiálech (kostech) a tvoříme novou numerickou metodu pro řešení problémů se skokovými nespojitostmi (rozhraní kost-sval, atd).

Ocenění

Výsledky

Autorizovaný softwarePublikaceKonferencePRACE Summer of HPCSuperpočítačové alokace

Spolupráce

Nabídka spolupráce

Výzkumná skupina SC@FIT nabízí spolupráci při řešení úloh vyžadující vysoký výkon, velké množství operační paměti, či zpracování velkých dat. Máme zkušenosti s paralelizací a optimalizací výpočetních kódu pro systémy se sdílenou pamětí (high-end servery), distribuované systémy (clustery) i hybridní systémy složené z procesorů a grafických karet Nvidia.

Výzkumná skupina dále nabízí možnost využití toolboxu k-Wave pro simulaci šíření ultrazvukových vln v medicínských i průmyslových aplikacích.

Současná spolupráce

Další informace

Aktuálně řešené DP práce
Aktuálně řešené BP práce
Nabídka prací pro rok 2019/2020

  • DP Simulace šíření ultrazvuku pomocí Raytracingu
  • DP Interaktivní model superskalárního procesoru AMD nebo Intel
  • DP Adaptivní plánování běhu úloh na superpočítači
  • DP Python front-end pro ultrazvukový simulátor k-Wave
  • DP Ultrazvukové simulace v Pythonu
  • DP Aproximace hlubokých neuronových sítí
  • DP Distribuovaná simulace šíření světla na GPU pomocí MPI
  • DP Dynamické vyvažování zátěže v aplikacích na superpočítači Salomon
  • DP Evoluční návrh ultrazvukových operačních plánů
  • DP Simulace šíření světla MCX pomocí OpenMP
  • DP Simulace šíření tepla v mozku pomocí GPU
  • DP Simulace šíření tepla v mozku pomocí vícejádrových CPU
  • DP Použití OpenMP pro GPU.
  • BP Adaptivní plánování běhu úloh na superpočítači
  • BP Webové rozhraní pro správu a monitorování úloh na superpočítači
  • BP Simulace šíření světla MCX pomocí OpenMP
  • BP Moderní knihovny pro využití GPU jako akcelerátoru
Vlastní zadání z oblasti vysoce náročného počítání, akcelerace, superpočítačů, GPU, atd.

Kontakt

Vysoké učení technické v Brně
Fakulta informačních technologií
Ústav počítačových systémů
Božetěchova 2, Místnost L334
612 66  Brno, Czech Republic

Tel.: +420 54114-1207
E-mail: jarosjir@fit.vutbr.cz
Nahoru