SC@FIT - Výzkumná skupina Superpočítačových technologií

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

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

Dosažené výsledky

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

Diplomové a bakalářské práce

Aktuálně řešené DP práce
  • Hanzl Martin: Implementace ultrazvukových měničů a tkáňových reprezentací do toolboxu k-Wave
  • Kukliš Filip: Akcelerace ultrazvukových simulací pro axisymetrické medium
  • Stehlík Petr: Analýza provozních dat a detekce anomálií při běhu úloh na superpočítači
  • Šimek Dominik: Implementace 2D ultrazvukových simulací
  • Špeťko Matej: Efektivní komunikace v multi-GPU systémech
Aktuálně řešené BP práce
  • Rudolf Tomáš:  Automatizace analýzy výkonu a spotřeby zvoleného systému
Nabídka prací pro rok 2017/2018
  • DP Akcelerace fotoakustického smínkování tkání
  • DP Akcelerace ultrazvukových simulací pro axisymetrické medium na GPU
  • DP Implementace vědeckých algoritmů v paralelním prostředí PETSc
  • DP Implementace 2D ultrazvukových simulací na GPU
  • DP Návrh automobilových utrazvkových senzorů pomocí toolboxu k-Wave
  • DP Dynamické vyvažování zátěže v aplikacích na superpočítači Salomon
  • BP Automaické testování ultrazvukového toolboxu k-Wave
  • BP Implementace vědeckých algoritmů v paralelním prostředí PETSc
  • BP Implementace 2D ultrazvukových simulací na GPU
  • BP Moderní knihovny pro využití GPU jako akcelerátoru
  • BP Redukce paměťových požadavků ultrazvukových simulací
Vlastní zadání z oblasti vysoce náročného počítání, akcelerace, superpočítačů, GPU, atd.

Odkazy

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

Vaše IPv4 adresa: 54.225.57.230
Přepnout na IPv6 spojení

DNSSEC [dnssec]