ग्राफिक्स कार्ड सुपर कंप्यूटर धड़कता है

युवा शोधकर्ता सिमुलेशन गणना के लिए नए विकल्प विकसित कर रहे हैं

सुपरकंप्यूटर कोलंबिया © नासा
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सिमुलेशन बहुत समय बचाते हैं। लेकिन अधिक जटिल गणनाओं के साथ, पारंपरिक कंप्यूटर जल्दी से अभिभूत हो जाते हैं, और बड़े कंप्यूटरों पर कंप्यूटिंग समय दुर्लभ और महंगा होता है। म्यूनिख जूनियर शोधकर्ता के नए परिणाम अब इस समस्या को हल करने में मदद कर सकते हैं: उन्होंने जटिल गणनाओं के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध ग्राफिक्स कार्ड का उपयोग किया है। इस परिणाम के साथ कि महंगे सुपर कंप्यूटरों को लंबे शॉट द्वारा रास्ता देना पड़ा।

प्रवाह सिमुलेशन पूरक हवा सुरंग परीक्षण

टेक्निकल यूनिवर्सिटी ऑफ म्यूनिख (TUM) के एरोडायनामिक्स विभाग के एक शोध कार्य में वाहनों पर अनुगामी भंवरों की जांच है। ये ऊर्जा निगलते हैं, जिससे शोर और कंपन होता है। इस शोध का आवश्यक उपकरण कम्प्यूटेशनल फ्लूइड डायनेमिक्स (सीएफडी) है। "सीएफडी के साथ, द्रव यांत्रिक समस्याओं को संख्यात्मक रूप से सिम्युलेटेड किया जाता है, जिससे सीएफडी पवन सुरंग परीक्षण का एक महत्वपूर्ण पूरक बन जाता है, विशेष रूप से शारीरिक रूप से जटिल प्रवाह के लिए, " प्रोफेसर निकोलस ए। एडम्स बताते हैं।

"अत्यधिक सरलीकृत वाहन मॉडल पर एक विशिष्ट सिमुलेशन में 48 मिलियन तीन-आयामी वॉल्यूम तत्व होते हैं और 102, 000 से अधिक चरणों की आवश्यकता होती है। TUM शोधकर्ता थॉमस इंडिंगर बताते हैं कि पूरी तरह से इस तरह के सिमुलेशन की गणना करने के लिए कई सौ-हज़ार यूरो की लागत वाले सुपरकंप्यूटर की ज़रूरत है।

एक ही कार्य बहुत तेजी से भी किया जा सकता है - एक ऐसी प्रणाली पर जिसकी लागत केवल एक से दो हजार यूरो है। इस सस्ती मुद्रा का रहस्य: सिमुलेशन पारंपरिक ग्राफिक्स कार्ड की मदद से किया जाता है। ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट्स (जीपीयू) पारंपरिक केंद्रीय प्रसंस्करण इकाइयों (सीपीयू) की तुलना में कम्प्यूटेशनल-इंटेंसिव कार्यों को बहुत तेजी से निष्पादित कर सकते हैं क्योंकि वे अपने व्यापक आकार की वास्तुकला की वजह से हैं।

सात बार उपवास किया

यह विचार एक एयरोस्पेस छात्र यूजेन रीजेल से आया है। एक कंप्यूटर पत्रिका में, उन्होंने विज्ञान और अनुसंधान में ग्राफिक्स प्रोसेसर के उपयोग पर एक पेपर पढ़ा और ग्राफिक्स कार्ड प्रोग्रामिंग भाषा CUDA के लिए विकसित किया। "मैं तो अपने टर्म पेपर के विषय पर 512 Mbyte मेमोरी के साथ ग्राफिक्स कार्ड NVIDIA GeForce 8800 GT के साथ सिमुलेशन गणना करता हूं, " वे कहते हैं। परिणाम आश्चर्यजनक था: मिड-रेंज ग्राफ़िक्स कार्ड की मदद से, जो कि 100 यूरो से कम से कम उपलब्ध है, सीपीआई का उपयोग करके पारंपरिक दृष्टिकोण की तुलना में रीगल 7x तक की गणना में तेजी लाने में सक्षम था। प्रदर्शन

एक उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग प्रणाली के रूप में GPU के उपयोग का आधार उनकी नि: शुल्क प्रोग्रामबिलिटी है - एक विशेषता जो अतीत में केवल मुख्य प्रोसेसर थी। साथ ही ग्राफिक्स प्रोसेसर को प्रोग्राम करने में सक्षम होने के लिए, C / C ++ आधारित प्रोग्रामिंग भाषा CUDA (कंप्यूट यूनिफाइड डिवाइस आर्किटेक्चर) विकसित की गई है।

CUDA स्वतंत्र रूप से सुलभ है, सॉफ्टवेयर NVIDIA से मुफ्त डाउनलोड के लिए उपलब्ध है। ग्राफिक्स कार्ड की उच्च प्रसंस्करण शक्ति ग्राफिक्स चिप पर कई डेटा प्रोसेसिंग इकाइयों को समानांतर करके बनाई गई है, जिसका अर्थ है कि पारंपरिक सीपीयू की तुलना में गणना के लिए कई और ट्रांजिस्टर उपलब्ध हैं।

उच्च क्षमता

इंडिंजर, जिन्होंने अनुसंधान कार्य की देखरेख की, विज्ञान और अनुसंधान में ग्राफिक्स प्रोसेसर के उपयोग में बड़ी संभावनाएं देखते हैं: GPUइस काम से पता चला है कि GPUs अपने बड़े पैमाने पर समानांतर वास्तुकला के कारण अपने झुंड की तुलना में कम्प्यूटेशनल-गहन कार्यों को बहुत तेजी से कर सकते हैं। सामान्य मुख्य प्रोसेसर। विशेष रूप से उन क्षेत्रों में जहां डेटा-गहन और कम्प्यूटेशनल रूप से गहन बुनियादी अनुसंधान किया जाता है, हम GPU समाधानों के बढ़ते प्रसार के लिए शानदार अवसर देखते हैं

टीयू म्यूनिख और एनवीआईडीआईए ने अब सहयोग करने का फैसला किया है। NVIDIA टेस्ला के उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग उत्पाद लाइन से GPU के साथ एरोडायनामिक्स का अध्यक्ष प्रदान करता है, जो एक पेशेवर वातावरण में निरंतर संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्रोसेसर में चार जीबी तक मेमोरी होती है और यह एक टेराफ्लॉप की कंप्यूटिंग शक्ति प्रदान करता है। म्यूनिख विश्वविद्यालय में, प्रवाह सिमुलेशन जल्द ही एक टेस्ला प्रणाली के साथ किया जाएगा। टीयूएम वैज्ञानिकों का लक्ष्य: गणना का त्वरण 40 गुना।

(आईडीडब्ल्यू - तकनीकी विश्वविद्यालय म्यूनिख, 01.12.2008 - डीएलओ)