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IT Center

ProPE Performance Engineering: Eine zentrumsübergreifende HPC-Dokumentation

14. Dezember 2018 | von

— English version below —

In Vorbereitung auf das Nationale Hochleistungsrechnen (NHR) und die Digitale Hochschule NRW (DH-NRW) setzt das IT Center auf eine zentrumsübergreifende HPC-Dokumentation. Im Rahmen des wird die Dokumentation der HPC-Systeme nicht nur vereinheitlicht, sondern direkt zusammengeführt und anschließend sowohl gemeinsam gepflegt, als auch weiterentwickelt.

Während Hardware-Architekturen im Hochleistungsrechnen (HPC) zunehmend komplexer werden, stehen den meisten Zentren meist wenige Ressourcen zur Verfügung, um verständliche und qualitativ hochwertige Dokumentation von HPC-Wissen sowohl zu erstellen, als auch auf dem aktuellen Stand zu halten und zu aktualisieren. Während bisher jedes Rechenzentrum mit HPC-Hardware diese Dokumentation selbstständig sowie größtenteils alleine und ohne zentrumsübergreifende Koordination erstellt und betrieben hat, geht das IT Center mit seinen Projektpartnern jetzt einen neuen Weg.

Um eine solche gemeinsame Dokumentation erfolgreich umzusetzen, muss das zu dokumentierende Material nicht nur sorgfältig gesammelt, aufbereitet und strukturiert werden, sondern auch in spezifische Informationen und allgemeine Konzepte unterteilt werden. Wenn gewissenhaft umgesetzt, ermöglicht diese Trennung die spezifischen Informationen entweder tabellarisch zu bündeln oder auf die entsprechenden speziellen Seiten der einzelnen Zentren zu verweisen. Währenddessen sind die allgemeinen Konzepte davon weitgehend unberührt und können von einem wesentlich größeren Pool an qualifiziertem Personal arbeitsteilig gepflegt, aktualisiert und verbessert werden. Weiterhin ermöglicht eine gemeinsame Dokumentation dem Nutzer einen wesentlich durchsichtigeren und einfacheren Wechsel zwischen HPC-Zentren. An den entsprechenden Stellen wird auf die Seiten des neuen Zentrums verwiesen, aber ansonsten ändert sich nicht viel.

Als Plattform für diese Knowledgebase kommt Mediawiki zum Einsatz, was den meisten Nutzendenvon Wikipedia bekannt ist. Da das Benutzerinterface intuitiv funktioniert, simplistisch ausgelegt ist und den meisten Nutzenden von Wikipedia schon bekannt ist, ist die Schwelle zu einer effektiven Nutzung so gering wie möglich. Nutzende haben in einem Communityansatz die Möglichkeit, Artikel direkt zu editieren. Während alle Artikel weltweit lesbar sind, muss man sich einloggen, um diesen Schreibzugriff zu haben. Zu diesem Zweck ist das HPC-Wiki über das Deutsche Forschungsnetz (DFN) per Shibboleth angeschlossen. Dies ermöglicht allen Nutzenden universitärer oder an die Forschungslandschaft angeschlossene Institute/Forschungszentren einen direkten Login, ohne zusätzlichen Account. Weiterhin ermöglicht es die Zuordnung der Beiträge und eine gewisse redaktionelle Kontrolle, welche durch Moderatoren umgesetzt wird.

Des Weiteren  ist das HPC-Wiki zielgruppenorientiert: Ein Neuling, der noch nie mit Unix in Kontakt gekommen ist, braucht andere Informationen und ein anderes Vokabular als ein Experte, der schnell den Login-Knoten für seine Universität ermitteln möchte. Daher wird das Menü auf der linken Bildschirmseite in verschiedene Zielgruppen unterteilt: „Basics“, „HPC-User“, „HPC-Dev“, „HPC-Admin“ und zusätzlich „Site-specifics“, „Optimization Tipps“, sowie „FAQ“ . Dies soll (zusätzlich zur Suchfunktion) den unterschiedlichen Nutzenden einen möglichst direkten Zugriff auf die von ihnen benötigten Inhalte ermöglichen und sie an die Hand nehmen, falls nicht klar ist, welche Informationen gebraucht werden (zum Beispiel vor allem in den Bereichen „Basics“ und „HPC-User“). Auf diesem Wege soll HPC-Dokumentation sowohl qualitativ besser werden, als auch einfacher zu benutzen.

Aktuell sind der „Basics“- und der „HPC-User“-Bereich fast fertig.  Im Bereich „HPC-Dev“ ist bereits ein Artikel zu Performance Engineering in der Pipeline.  Probieren Sie das HPC-WIKI doch einfach einmal aus!

 

Das Projekt ProPE wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für drei Jahre gefördert (2017 – 2020). Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Konzepts für eine nachhaltige, strukturierte und prozessorientierte Service-Infrastruktur, die das Performance Engineering (PE) von Simulationsanwendungen an deutschen Hochleistungszentren im Bereich Tier-2 und Tier-3 fördert. Das Projekt wird von den folgenden Partnern getragen: FAU Erlangen-Nürnberg, TU Dresden, RWTH Aachen.

 

A cross-center HPC documentation

In preparation for the national high performance computing infrastructure (NHR) and the digital university NRW (DH-NRW) the IT Center is pursuing a cross-center HPC documentation. As part of the documentation of HPC systems will not only be unified across the project partners, but also completely merged into a cross-site documentation, which will be maintained and enhanced in a cooperation effort.

While the hardware architectures in HPC get more complex over time, most sites have only limited resources to both create and maintain comprehensive and easily understandable documentation of HPC knowledge on a high quality. Keeping this up-to-date with new technical developments and adapting content accordingly is a major challenge. While HPC centers currently operate their documentation and knowledge base independently and without major cooperation, the IT Center prototypes a new approach in the context of this project.

To implement a joint documentation like this successfully, the materials not only have to be diligently gathered, edited and structured, but also divided into site-specific information and general applicable concepts. If done diligently, this separation allows the bundled presentation of site-specific information either in tabular form or as structured links to the respective site-specific documentation. As a result, the general concepts will be generally free of site-specifics and can be maintained, improved upon and kept up-to-date with a significantly bigger pool of highly qualified personnel. Furthermore, a joint documentation allows users a transparent and simple transition between HPC centers: The documentation and knowledge base stays the same and only the respective site-specifics reference the new HPC center.

The platform for this effort is Mediawiki, which is the software developed for and prominently used by Wikipedia. The user interface is intuitively functional and simplistic in nature and most users have already experienced it on Wikipedia, minimizing the threshold to effective utilization. In a community approach, users will be able to edit articles directly. While all articles are readable worldwide, write-access requires a log in. To this end, the HPC-Wiki accepts Shibboleth authentication of the German National Research Network (DFN). This allows all members of universities or institutes of the German research infrastructure to log in directly without any additional account or registration. Furthermore, this enables the attribution of contributions to organizations and facilitates editorial control by moderators.

The HPC-Wiki also addresses different target groups:. A complete beginner, who  has not made any experienceswith Unix so far, needs different information and an appropriate wording than an expert, who wants to determine the respective Login-Node for his university as quickly and easy as possible. Therefore, the menu on the left hand side is divided into the target groups “Basics”, “HPC-User”, “HPC-Dev”, “HPC-Admin” and additionally “Site-Specifics”, “Optimization Tipps” as well as “FAQ”. This aims at (additionally to the search functionality) enabling the users to access information as easy as possible regarding the respective materials necessary by the different target groups. . Furthermore, it can guide users (especially in the “Basics” and “HPC-Users” sections), who are not sure, which information or articles might be suitable to solve a given problem or expand their current knowledge. This way we strive to make HPC documentation easily usable, lower the entry barrier for relatively new users, while still maintaining high quality and specific content required by very experienced users or experts.

Currently the “Basics” and “HPC-User” sections are nearly finished and an article covering “Performance Engineering” is in the pipeline for the “HPC-Dev” area. How about you give the HPC-WIKI a try?!

 

The ProPE project is funded by the German Research Foundation (DFG) for three years (2/2017 – 1/2020). It aims at developing a blueprint for a sustainable, structured, and process-oriented service infrastructure for performance engineering (PE) of high performance applications in German tier-2 or tier-3 scientific computing centers. The project partners are: FAU Erlangen-Nürnberg, TU Dresden, RWTH Aachen.

 

Verantwortlich für die Inhalte dieses Beitrags sind:
Daniel Schürhoff / Nicole Filla: Text
Sara Kaya: Content Management & Sara



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