NVIDIA Tesla - Nová éra superpočítačů!

Ostatní | 26.06.07

Společnost NVIDIA (známá oblíbenými grafickými akcelerátory GeForce a profi kartami Quadro) představuje unikátní paralelní GPU superpočítač. Technologie nese označení NVIDIA Tesla a je skutečně unikátní!





Super výkonné počítače se uplatňují především tam, kde se musí provádět neskutečně mnoho početních operací a kde se musí pracovat s obrovským kvantem výpočtů. Typickými úlohami pro superpočítače jsou např. výzkumy podnebí, předpovědi počasí, molekulární biologie nebo výzkumy v oblasti medicíny. Superpočítače se uplatňují také ve všemožných výzkumných ústavech, univerzitách nebo ve společnostech, které se zabývají simulacemi všeho druhu.




V současné době se zdá, že společnost nVidia udělala velký krok v oblasti vývoje GPU, který je možné úspěšně využívat v extrémně výkonném superpočítači. Ostatně se nelze příliš divit, protože nVidia musela v konkurenčním boji s ostatními výrobci grafických čipů vynakládat velmi velké úsilí a mnoho peněz, aby se udržela na technologické špici. Teď může z nabytých objevů výrazně těžit a může se proto pustit i do tak významného projektu, jakým je vývoj super-výkonného GPU počítače optimalizovaného pro extrémně náročné výpočty.

Je jasné, že v první fázi vývoje jsou ze superpočítače nadšeni nejvíce vědci. Ti totiž dokáží jako první navrhnout reálné úlohy, které plně využijí kapacitu superpočítače. Později je možné, že se dostanou tyto technologie i víc mezi obyčejné smrtelníky. Ostatně se zdá, že už nyní o to nVidia usiluje. Její superpočítače by tedy neměly být zcela robustní kusy „nadupaného“ železa, které budou existovat mimo realitu běžného světa, ale měly by přeměnit dnešní pracovní stanice do tzv. „personálních superpočítačů“.



Rodina Tesla je skutečně zajímavá. Stačí uvést několik příkladů, které vás o tom přesvědčí:

NVIDIA Tesla GPU Computing Processor - přídavná karta dokáže rozšířit stávající PC nebo pracovní stanici. Tesla GPU karta obsahuje 128 paralelních procesorů a disponuje výkonem až 518 gigaflops pro paralelní výpočty. GPU výpočty tak mohou být využívány v existujících systémech v kooperaci s výkonnými CPU procesory.

NVIDIA Tesla Deskside Supercomputer – výkonný výpočetní systém obsahuje dvojici NVIDIA Tesla GPU. K PC se připojuje s pomocí standardu PCI-Express. Díky škálovatelné architektuře konstrukci je možné proměnit vaše PC v personální superpočítač, který bude disponovat výkonem až 8 teraflops. Přitom všem je výkon dostupný pohodlně z vašeho osobního počítače.

NVIDIA Tesla GPU Computing Server – tzv. 1U server může hostit až 8 NVIDIA Tesla GPU. Tento systém tedy obsahuje více než tisíc paralelních procesorů. Tesla GPU Server je prvním supervýkonným GPU serverem na světě.




V současné době je možné psát aplikace pro NVIDIA Tesla systémy v jazyce C. Řešení GPU NVIDIA CUDA obsahuje kompletní vývojářské prostředí a zahrnuje jak kompiler, debugger/profiler, ovladače i veškeré standardní knihovny. CUDA pomáhá vývojářům psát specificky stavěné paralelní aplikace, které musejí rozkládat výpočty do velkého množství paralelních procesů. V rámci CUDA je možné vcelku jednoduše rozkládat úlohu až na řádově tisíce programových vláken (threads) a mít je pod kontrolou. V současné době je prostředí CUDA dostupné pro operační systémy Linux a MS Windows XP.

Technologii NVIDIA Tesla si už v současnosti velmi pochvalují například vědci a programátoři z univerzity v Illinois. Ti zkoumají molekulární simulace. Aktuálně jsou spokojeni, že jeden systém Tesla dokázal hravě nahradit celou výpočetní síť složenou z velkého množství standardních počítačů vybavených CPU.



Na konkrétních projektech je možné ukázat, jak dokázala Tesla urychlit výpočty specifických úloh. Je vidět, že GPU procesory dokáží být skutečně extrémně výkonné pokud se dokáže úkol řešit pomocí paralelního větvení:

Aplikace
Urychlení
Seismic Database
http://www.headwave.com

66 až 100x
Mobile Phone Antenna Simulation
http://www.acceleware.com

45x
Molecular Dynamics
http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/

240x
Neuron Simulation
http://www.evolvedmachines.com

100x
MRI Processing
http://bic-test.beckman.uiuc.edu/

245 až 415x
Atmospheric Cloud Simulation
http://www.cs.clemson.edu/~jesteel/clouds.html

50x


Další informace můžete zjistit na stránkách: http://www.nvidia.com/tesla.

- - Jaroslav Kasal

 














Komentáře