PHOENIX ist ein moderner Code zur Modellrechnung von Stern- und Planeten-Atmosphären und kommt bei der Charakterisierung extrasolarer Planeten zum Einsatz. Die fortschreitende Beobachtungstechnik erfordert immer komplexere Modelle, damit einher gehen hohe Laufzeiten zur Berechnung, selbst bei Verwendung von Hochleistungsrechnern und entsprechenden Parallelisierungs-Methoden wie MPI und OpenMP. Diese Arbeit soll daher zur Verbesserung der Leistung von PHOENIX beitragen, wobei die Betrachtungen auf einen Programmteil, den sphärischen Tracker, konzentriert werden. Zunächst wird dazu eine umfangreiche Leistungsanalyse von PHOENIX vorgenommen, die Ansätze für mögliche Verbesserungen liefert. Dabei werden die Skalierung anhand des Speedups betrachtet, ein Profil erstellt und Spurdaten analysiert. Die Ergebnisse der Leistungsanalyse legen nahe, sich mit OpenMP zu beschäftigen. Dazu wird das vorhandene OpenMP-Schema anhand von gängigen Vorgehensweisen zur Optimierung von OpenMP-Code überarbeitet. Dadurch lässt sich aber kein Leistungsgewinn erzielen. Stattdessen konzentriert sich diese Arbeit auf Interna von PHOENIX. Sogenannte Charakteristiken durchlaufen die Elemente des sphärischen Gitters, durch das die Planeten-Atmosphäre dargestellt wird. Um alle Gitterelemente zu erfassen, wird eine unterschiedliche Anzahl an Charakteristiken benötigt. Die Ursachen und Auswirkungen dieser schwankenden Anzahl werden untersucht. Es stellt sich heraus, dass diese Anzahl ein Maß für den Workload des betrachteten Trackers darstellt, weshalb nach Methoden gesucht wird, diese Zahl zu reduzieren. Variationen der verschachtelten Schleifen, in denen die Charakteristiken erzeugt werden, liefern solche Methoden und es zeigt sich, dass zusammen mit der Anzahl der Charakteristiken auch die Laufzeit reduziert werden kann.

@misc{LDSVSAEPP18,
	author	 = {Oliver Pola},
	title	 = {{Leistungsverbesserung der Simulation von 3D Strahlung auf extrasolare Planeten}},
	advisors	 = {Peter Hauschildt and Michael Kuhn and Jannek Squar},
	year	 = {2018},
	month	 = {08},
	school	 = {Universität Hamburg},
	howpublished	 = {{Online \url{https://wr.informatik.uni-hamburg.de/_media/research:theses:oliver_pola_leistungsverbesserung_der_simulation_von_3d_strahlung_auf_extrasolare_planeten.pdf}}},
	type	 = {Bachelor's Thesis},
	abstract	 = {PHOENIX ist ein moderner Code zur Modellrechnung von Stern- und Planeten-Atmosphären und kommt bei der Charakterisierung extrasolarer Planeten zum Einsatz. Die fortschreitende Beobachtungstechnik erfordert immer komplexere Modelle, damit einher gehen hohe Laufzeiten zur Berechnung, selbst bei Verwendung von Hochleistungsrechnern und entsprechenden Parallelisierungs-Methoden wie MPI und OpenMP. Diese Arbeit soll daher zur Verbesserung der Leistung von PHOENIX beitragen, wobei die Betrachtungen auf einen Programmteil, den sphärischen Tracker, konzentriert werden. Zunächst wird dazu eine umfangreiche Leistungsanalyse von PHOENIX vorgenommen, die Ansätze für mögliche Verbesserungen liefert. Dabei werden die Skalierung anhand des Speedups betrachtet, ein Profil erstellt und Spurdaten analysiert. Die Ergebnisse der Leistungsanalyse legen nahe, sich mit OpenMP zu beschäftigen. Dazu wird das vorhandene OpenMP-Schema anhand von gängigen Vorgehensweisen zur Optimierung von OpenMP-Code überarbeitet. Dadurch lässt sich aber kein Leistungsgewinn erzielen. Stattdessen konzentriert sich diese Arbeit auf Interna von PHOENIX. Sogenannte Charakteristiken durchlaufen die Elemente des sphärischen Gitters, durch das die Planeten-Atmosphäre dargestellt wird. Um alle Gitterelemente zu erfassen, wird eine unterschiedliche Anzahl an Charakteristiken benötigt. Die Ursachen und Auswirkungen dieser schwankenden Anzahl werden untersucht. Es stellt sich heraus, dass diese Anzahl ein Maß für den Workload des betrachteten Trackers darstellt, weshalb nach Methoden gesucht wird, diese Zahl zu reduzieren. Variationen der verschachtelten Schleifen, in denen die Charakteristiken erzeugt werden, liefern solche Methoden und es zeigt sich, dass zusammen mit der Anzahl der Charakteristiken auch die Laufzeit reduziert werden kann.},
}