KI-Agenten modernisieren Fortran-Code zu portablen Kokkos-Programmen

Wissenschaftliche Programme, die seit Jahrzehnten in Fortran geschrieben wurden, laufen bislang vorwiegend auf homogenen CPU-Systemen. Mit dem Umstieg auf heterogene, GPU‑beschleunigte Hochleistungsrechner fehlt vielen dieser Systeme jedoch native Fortran‑Bindings, was die Modernisierung der Codebasis zu einer dringenden Notwendigkeit macht.

Der neue Ansatz nutzt Kokkos, ein C++‑Framework, das Performance‑Portabilität über verschiedene Hardware‑Architekturen hinweg ermöglicht. Anstatt den Fortran‑Code manuell zu portieren, kooperieren spezialisierte große Sprachmodelle (LLMs) in einem agentischen Workflow. Diese Agenten übersetzen, validieren, kompilieren, führen aus, testen, debuggen und optimieren die Fortran‑Kerne automatisch zu Kokkos‑C++‑Programmen.

In Tests hat die Pipeline eine Reihe von Benchmark‑Kernen erfolgreich modernisiert und dabei portierbare Kokkos‑Codes erzeugt, die auf unterschiedlichen Hardware‑Partitionen die ursprünglichen Fortran‑Versionen übertreffen. Die Nutzung von kostenpflichtigen Modellen wie GPT‑5 und o4‑mini‑high erledigte den gesamten Prozess für nur wenige US-Dollar. Open‑Source‑Modelle wie Llama4‑Maverick lieferten hingegen häufig keine funktionsfähigen Ergebnisse.

Diese Arbeit zeigt, dass agentische KI nicht nur die Umwandlung von Legacy‑Fortran in moderne, hardware‑unabhängige C++‑Programme automatisieren kann, sondern auch die Leistungsfähigkeit solcher Programme steigert. Damit eröffnet sich ein neuer, kosteneffizienter Weg, wissenschaftliche Anwendungen für die Zukunft der Hochleistungsrechner zu rüsten.