TU Berlin

Fachgebiet Datenbanksysteme und InformationsmanagementQuery Processing on GPUs

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Projekt SINDPAD

Moderne Rechnerarchitekturen bedingen die parallele Verarbeitung von Daten. Fortschritte in der Mikroprozessorentwicklung erreichen nur noch geringe Leistungssteigerungen für einzelne Kerne. Ein höherer Durchsatz wird durch den Einsatz von mehreren Rechnerkernen erreicht. Die Idee, mehrere Berechnungseinheiten zur Leistungssteigerung einzusetzen, wird von Grafikkartenherstellern bereits jahrelang und in größerem Maße als bei heutigen CPUs umgesetzt. Grafikkarten bieten eine hochparallele Ausführungsumgebung, die im Rahmen des GPGPU (General-purpose Processing on Graphics Processing Units) immer häufiger in wissenschaftlichen oder wirtschaftlichen Bereichen außerhalb von grafischen Anwendungsgebieten eingesetzt wird und durch den Einsatz von spezialisierten Grafikkarten den Begriff des „Supercomputer on a Desktop" geprägt hat. Die Herausforderung in der GPGPU Programmierung ist bedingt durch die SIMD-Architektur (Single Instruction, Multiple Data) der Grafikkarten, die nur eine begrenzte Zahl an Operationen und sehr begrenzte Synchronisationsmethoden besitzt.

Im Rahmen des SINDPAD Projektes wird eine Indizierungs- und Suchmaschinentechnologie für strukturierte, flache Datenbestände entwickelt, die Teile der Anfrage auf Grafikkarten auslagert und somit die Anfragebearbeitung erheblich beschleunigen soll. Diese Anfragebearbeitung soll Analysen in Bereichen ermöglichen, die bisher aus Performance- oder finanziellen Gründen nicht erreichbar waren. Gerade im Rahmen von Business Intelligence Anwendungen sind bei einem speziellen Datenschema die Anfragen häufig im Voraus bekannt, so dass die gezielte Lagerung spezieller Daten auf der Grafikkarte die Ausführung weiter beschleunigen kann.

Das Fachgebiet Datenbanksysteme und Informationsmanagement (DIMA) an der Technischen Universität Berlin wird maßgeblich an der Konzeption und Implementierung der Anfrageverarbeitung auf hybriden GPU/CPU Systemen beteiligt sein. Wir werden Anfrageoperationen analysieren und  Metriken zum Vergleich von GPU-unterstützten und rein CPU-basierten Anfragen entwickeln. Das Projekt SINDPAD wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technology gefördert und im Rahmen eines Kooperationsprojekts mit der empulse GmbH durchgeführt.

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