This course will prepare students to understand parallel computer architecture, organization, and programming. The course starts with parallel computer classification and multithreading. It covers the architecture of centralized and distributed shared-memory parallel systems, multiprocessor cache coherence, snooping / directory-based cache coherence protocols, implementation, and limitations. Next, the students study interconnection networks and routing in parallel systems, synchronization, and memory consistency. To ensure the correctness of shared-memory multithreaded programs, independent of the speed of execution of its independent threads, the essential topics of memory consistency and synchronization will be covered in detail. As a case study, the architecture of a few accelerators such as GPUs will also be discussed in detail. Besides understanding the architecture and organization of parallel systems, programming them is also very challenging. The course will cover how to program massively parallel systems using API/libraries such as CUDA/OpenCL, and MPI/OpenMP.
Problem-based Assignments/Project: There will be 3-4 assignments for project-based learning consisting of the following:
Implement and compare different cache coherence protocols using a simulator or a high-level, event-driven simulation interface such as SystemC
Programming massively parallel systems to solve computationally intensive problems such as password cracking using CUDA/OpenCL/MPI/OpenMP
Voraussetzungen:
Basic course on computer architecture and C/C++ programming.
Leistungsnachweis:
Assignments + 30 minutes oral exam.
ECTS-Kreditpunkte:
6
Weitere Informationen aus Stud.IP zu dieser Veranstaltung
Heimatinstitut: Institut für Massively Parallel Systems (E-EXK5)
In Stud.IP angemeldete Teilnehmer: 72
Anzahl der Postings im Stud.IP-Forum: 5
Anzahl der Dokumente im Stud.IP-Downloadbereich: 14
Betreute Abschlussarbeiten
laufende
2024
Bahe, B. (2024). Nichtlineare Stabilitätsuntersuchungen in einem leistungselektronisch dominierten elektrischen Energiesystem.
Boehm, E. (2024). Einfluss des Netzäquivalents auf die Stabilität eines Netzes mit netzbildenden und netzfolgenden Umrichtern.
beendete
2024
Helmich, L. M. (2024). Entwicklung und Simulation eines Effektivwertmodells für STATCOM-Anlagen mit neuartigen Regelstrategien für Pendeldämpfungen in PowerFactory.
Rüter, C. (2024). Einfluss der Netzstärke auf die Kleinsignalstabilität netzbildender Umrichter mit virtueller Oszillator-Regelung.
Schultheiß, J. (2024). Impedanzbasierte Stabilitätsanalyse zur Bewertung der Stabilitätsgrenzen von DC- und AC-Netzen.
2023
Chouiter, B. (2023). Dynamic Phasor Modelling and Comparison to Classical EMT Models.
Helmich, L. M. (2023). Entwicklung und Simulation einer Regelstrategie für die Pendeldämpfung durch STATCOM-Geräte.
Kamma, J. (2023). Umrichtermodellierung zur Repräsentation von Interaktionen im Sinne der Converter-Driven Stability.
Mißfeldt, C. (2023). Einfluss von Zeitverzögerungen auf die Converter-Driven Stability.
Rosenau, Y. (2023). Einfluss netzbildender Umrichter-Regelungsstrukturen auf die "Converter-Driven Stability".
2022
Kumar, M. (2022). Modellierung und Vergleich des Frequenzverhaltens dezentraler Anlagen mit netzbildenden Eigenschaften oder beigestellter Schwungmasse.
Lim, I. (2022). Modelling and Integration of a Hydrogen Storage Power Plant in the 10-Machine New-England Power System.
Rieckborn, N. (2022). Modellierung des Umwandlungsprozesses eines Wasserstoffspeicherkraftwerks.