Verbundprojekt: ADAPTEX - Adaptive Erdsystemmodellierung mit stark reduzierter Berechnungsdauer für Exascale-Supercomputer

Abstract

Im Verbundprojekt ADAPTEX wurde ein modulares Softwarekonzept für exascale-fähige Strömungssimulationen mit adaptiver Gitterverfeinerung in der Erdsystemmodellierung entwickelt. Ziel war die Kopplung leistungsfähiger HPC-Bibliotheken für adaptive Gitter, Diskontinuierliche-Galerkin-Verfahren und multiskalenbasierte Adaptionsmethoden, um Skalierbarkeit, Ressourceneffizienz und Auflösung wissenschaftlicher Anwendungen zu verbessern. Im Teilvorhaben des Jülich Supercomputing Centre (JSC) standen die technische Evaluation des Frameworks, HPC-Support für Portierung und Performance-Analyse sowie die Weiterentwicklung der Anwendungscodes MPTRAC und SERGHEI im Mittelpunkt. Dabei wurden projektweit relevante Performance-Metriken definiert, Analyse- und Benchmarking-Workflows aufgebaut und die Nutzung moderner Jülicher HPC-Systeme unterstützt. Besonders für MPTRAC konnte die multiresolutionsbasierte Kompression von ERA5-Reanalysedaten erfolgreich umgesetzt und für Trajektorienrechnungen nutzbar gemacht werden. Die Arbeiten an SERGHEI lieferten vor allem vorbereitende Beiträge zur Adaptivität, Performance-Portabilität sowie Test- und Benchmark-Infrastruktur. Insgesamt wurden wesentliche methodische, technische und infrastrukturelle Grundlagen für die effiziente Nutzung adaptiver Verfahren auf heutigen und künftigen Exascale-Systemen geschaffen.