A Study of Energy and Locality Effects using Space-filling Curves

The cost of energy is becoming an increasingly important driver for the operating cost of HPC systems, adding yet another facet to the challenge of producing efficient code. In this paper, we investigate the energy implications of trading computation for locality using Hilbert and Morton space-filling curves with dense matrix-matrix multiplication. The advantage of these curves is that they exhibit an inherent tiling effect without requiring specific architecture tuning. By accessing the matrices in the order determined by the space-filling curves, we can trade computation for locality. The index computation overhead of the Morton curve is found to be balanced against its locality and energy efficiency, while the overhead of the Hilbert curve outweighs its improvements on our test system.Comment: Proceedings of the 2014 IEEE International Parallel & Distributed Processing Symposium Workshops (IPDPSW

Tragfähigkeit mechanischer und geklebter Verbindungsmittel in Buchenfurnierschichtholz

Buchenfurnierschichtholz weist gegenüber Brettschichtholz aus Nadelholz eine bis zu dreimal so hohe Zugfestigkeit auf. Aufgrund dessen ist Buchenfurnierschichtholz der ideale Werkstoff, um weitgespannte und gleichzeitig filigrane Tragwerke aus Holz zu realisieren. Innerhalb dieser Arbeit wurden die Bemessungs- und Konstruktionsgrundlagen für eine wirtschaftliche Dimensionierung der notwendigen Verbindungen zwischen Buchenfurnierschichtholz-Bauteilen geschaffen

Tragfähigkeit mechanischer und geklebter Verbindungsmittel in Buchenfurnierschichtholz

Buchenfurnierschichtholz (Buchen‐FSH) steht seit 2013 dem Ingenieurholzbau als tragender zugelassener Holzwerkstoff zur Verfügung. Gegenüber dem üblicherweise verwendeten Brettschichtholz aus Nadelholz weist Buchen‐FSH eine dreimal so hohe Zugfestigkeit von ft,0,k = 73 N/mm2 (vgl. ETA‐14/0354) auf. Damit ist Buchen‐FSH der ideale Werkstoff, um weitgespannte und gleichzeitig filigrane Tragwerke aus Holz zu realisieren. Besonders Fachwerkträger stellen für diesen Anwendungszweck eine leistungsfähige, architektonisch ansprechende und ressourcenschonende Konstruktionsvariante dar. Allerdings ist durch die bauaufsichtlichen Regelungen eine materialgerechte Bemessung der notwendigen Verbindungen in Buchen‐FSH bisher nicht möglich. Basierend auf den innerhalb dieser Arbeit durchgeführten experimentellen Untersuchungen wurden jetzt Bemessungs‐ und Konstruktionsgrundlagen für eine wirtschaftliche Dimensionierung der Verbindungen geschaffen. Der Fokus wurde dabei auf axial beanspruchte Schrauben und eingeklebte Gewindestangen gelegt. Bereits bei der Verwendung in Konstruktionen aus Nadelholz zeichnen sich diese durch ihre hohe Tragfähigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig geringen notwendigen Bauteilmaßen aus. Neben der axialen Beanspruchung wurde auch die Tragfähigkeit bei lateraler Beanspruchung untersucht und die zur Bemessung notwendigen Kennwerte für Verbindungen mit Schrauben und Rillennägeln hergeleitet. Die zur Konstruktion notwendigen Verbindungsmittel‐ und Randabstände konnten nicht abschließend ermittelt werden. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um ein duktiles Versagen und gleichzeitiges Ausnutzen der ermittelten Tragreserven zu ermöglichen. Zur Verifizierung des Trag‐ und Verformungsverhaltens der untersuchten Verbindungsmittel, auch im Vergleich zu üblicherweise im Holzbau verwendeten Stabdübelverbindungen, wurden Versuche an vollständigen Fachwerkträgern durchgeführt. Insbesondere der Einsatz von eingeklebten Gewindestangen führte zu einer deutlichen Steigerung der Steifigkeit und somit zu einer geringeren Durchbiegung des Gesamtsystems. Aufbauend auf den Trägerversuchen konnte eine neue Prüfmethode zur Ermittlung des Trag‐ und Verformungsverhaltens innerhalb eines Knotens entwickelt werden. Der komplexe Spannungszustand innerhalb der Knotenpunkte kann somit einfacher untersucht und durch eine höhere Anzahl an Prüfkörper wirtschaftlich verifiziert werden

Verbindungen mit eingeklebten Gewindestangen in Bauteilen aus Furnierschichtholz aus Buche

Der Holzwerkstoff Furnierschichtholz aus Buche ist ein neuer Werkstoff im Bereich des Ingenieurholzbaus. Im Vergleich zu Brettschichtholz aus Fichte weist dieser eine bis zu dreifache Tragfähigkeit auf. Aus diesem Grund bietet sich die Konstruktion von Fachwerk-Bindern mit großen Spannweiten als Einsatzgebiet für diesen Werkstoff an. Mit großen Spannweiten gehen große zu übertragende Kräfte einher. Eingeklebte Gewindestangen bieten bereits die Möglichkeit, große Kräfte zwischen Holzbauteilen übertragen zu können. Dieser Beitrag stellt die Ergebnisse umfangreicher experimenteller Untersuchungen von faserparallel eingeklebten Gewindestangen in Furnierschichtholz aus Buche vor

Operating Power Grids with Few Flow Control Buses

Future power grids will offer enhanced controllability due to the increased availability of power flow control units (FACTS). As the installation of control units in the grid is an expensive investment, we are interested in using few controllers to achieve high controllability. In particular, two questions arise: How many flow control buses are necessary to obtain globally optimal power flows? And if fewer flow control buses are available, what can we achieve with them? Using steady state IEEE benchmark data sets, we explore experimentally that already a small number of controllers placed at certain grid buses suffices to achieve globally optimal power flows. We present a graph-theoretic explanation for this behavior. To answer the second question we perform a set of experiments that explore the existence and costs of feasible power flow solutions at increased loads with respect to the number of flow control buses in the grid. We observe that adding a small number of flow control buses reduces the flow costs and extends the existence of feasible solutions at increased load.Comment: extended version of an ACM e-Energy 2015 poster/workshop pape

RVSDG: An Intermediate Representation for Optimizing Compilers

Intermediate Representations (IRs) are central to optimizing compilers as the way the program is represented may enhance or limit analyses and transformations. Suitable IRs focus on exposing the most relevant information and establish invariants that different compiler passes can rely on. While control-flow centric IRs appear to be a natural fit for imperative programming languages, analyses required by compilers have increasingly shifted to understand data dependencies and work at multiple abstraction layers at the same time. This is partially evidenced in recent developments such as the MLIR proposed by Google. However, rigorous use of data flow centric IRs in general purpose compilers has not been evaluated for feasibility and usability as previous works provide no practical implementations. We present the Regionalized Value State Dependence Graph (RVSDG) IR for optimizing compilers. The RVSDG is a data flow centric IR where nodes represent computations, edges represent computational dependencies, and regions capture the hierarchical structure of programs. It represents programs in demand-dependence form, implicitly supports structured control flow, and models entire programs within a single IR. We provide a complete specification of the RVSDG, construction and destruction methods, as well as exemplify its utility by presenting Dead Node and Common Node Elimination optimizations. We implemented a prototype compiler and evaluate it in terms of performance, code size, compilation time, and representational overhead. Our results indicate that the RVSDG can serve as a competitive IR in optimizing compilers while reducing complexity

A new test configuration to determine the slip modulus of connections between crosswise bonded boards

A new test method is presented that allows for a more accurate determination of the slip modulus of crossing areas between orthogonally bonded boards compared to the methods used so far. The slip moduli obtained by the new method are compared to the values evaluated from bending tests with CLT beams and from tests with crossing areas subjected to unidirectional shear stresses and the agreement is found to be good

Connections with glued-in rods in trusses made of Beech-LVL

The suitability of axially loaded glued-in rods to connect diagonals with chords in trusses made of Beech-LVL is studied experimentally. In a first step the strength and stiffness properties and the necessary structural boundary conditions (minimum spacing and distances, anchoring length) are determined and compared with the state of the art. To verify the parameters as well as the load-bearing behaviour, results of full-scale tests with trusses (span 10 m, static height 1.25 m) with different node configurations are presented