isicad.ru :: портал САПР, PLM и ERP :: версия для печати

Статьи

15 мая 2012

NVIDIA GPU Technology Conference 2012: репортаж из Силиконовой долины

Николай СнытниковНиколай Снытников


14 мая в Сан-Хосе (Калифорния, США) стартует GPU Technology Conference 2012, организуемая компанией NVIDIA. Активно исследуя и продвигая технологию GPGPU (вычисления общего назначения на графических процессорах), компания фактически стала законодателем мод в области высокопроизводительных вычислений и визуализации. Три из пяти мощнейших суперкомпьютеров мира построены на основе профессиональных видеокарт NVIDIA Tesla, а значительная часть современных исследований в вычислительной математике, физике, биоинформатике и других науках сконцентрирована вокруг разработки и использования специальных алгоритмов, предназначенных для GPU и гибридных систем (CPU и GPU). Неудивительно, что GPU Technology Conference сейчас является одним из наиболее популярных и крупнейших мероприятий, привлекающих ведущих ученых и разработчиков со всего мира.

Николай Снытников, обозреватель и эксперт портала isicad, по приглашению компании NVIDIA примет участие в конференции GTC и будет вести ежедневные репортажи с места событий. Статья будет дополняться по мере поступления материалов.

NVIDIA GTC 2012

Информацию о самой компании можно найти в PLMPedia.ru, а с ее последними достижениями можете познакомиться в статьях и пресс-релизах на isicad.ru по ссылкам, приведенным ниже.

14 мая, день первый

Главным событием стало объявление возможности использовать средство отладки NSight для платформ Linux и Mac (до этого была версия только для Windows). NSight поставляется как плагин к среде разработки Eclipse. Поскольку многие GPGPU вычисления производятся на Linux системах, то наличие отладчика существенно облегчит жизнь прикладным CUDA-программистам. Подробнее об этом мы напишем позже, а пока представляем несколько фотографий с первого дня конференции.

Сан-Хосе, крупнейший город Силиконовой долины. Здесь каждый фонарный столб знает про GPU, NVIDIA и конференцию.

Начало первого дня: обучающие сессии, с погружением в суровые будни GPU программистов. Журналисты были заранее предупреждены о сложности подачи технического материала и шли туда на свой страх и риск. Впрочем, некоторых из них язык C и слово _global_ не испугало.

Обзор средств программирования, отладки и библиотек NVIDIA. Хорошо известно, что материал лучше усваивается слушателями, если обстановка непринужденная, а в качестве катализатора мыслительных процессов используется кофе.

Эволюция взглядов на алгоритмы и реализацию GPU Ray Tracing. Что 5 лет назад казалось невозможным, в 2011 при помощи Adobe, Autodesk и Dassault Systemes стало мейнстримом, а после 2012, похоже, перейдет в разряд попсы (в хорошем смысле слова!).

Раньше на трассировку такой сцены требовалось 10 часов CPU времени. Сейчас требуется 15 минут работы GPU.

Развенчание городских мифов о сложности методов трассировки луча на GPU. NVIDIA OptiX поможет решить наиболее проблемные вопросы: ограниченность памяти GPU и трудоемкость программной реализации.

Пример подзадачи, реализация которой требует больших ресурсов – это построение иерархий из Axis-Aligned Bounding Box или Bounding Volume. Библиотека NVIDIA OptiX сама выполнит эту тяжелейшую работу, освободив время прикладного программиста.

Для некоторых задач Ray Tracing может быть интерактивным уже сегодня: симуляция и отображение движения воды в кубе выполняется в режиме реального времени.

Подобные модели из Adobe After Effects CS6, использующего OptiX, рассчитываются почти интерактивно (за десяток секунд).

Алекс (слева) и Ирина (справа) - это не просто красотки на “ресепшн”, а очень серьезные специалисты европейского отделения NVIDIA в сферах HR и PR.

День первый, вечеринка для прессы

Неожиданная встреча аналитиков САПР индустрии: Рэндол Ньютон (Graphic Speak, gfxspeak.com), Николай Снытников (isicad.ru), Брэд Хольц (Cyon Research, COFES). Даже на конференции, посвященной GPU, найдется возможность обсудить будущее инженерного софтвера, геометрического моделирования и 3D ядер.

Сумит Гупта, старший директор NVIDIA по направлению Tesla; Ирина Шеховцова, старший менеджер NVIDIA по связям с общественностью в СНГ. За бокалом вина Сумит объясняет, чем так хороши видеокарты Tesla.

15 мая, день второй

Этот день конференции GTC стал практически сенсационным. Помимо ожидаемых объявлений о выпуске Tesla с архитектурой Кеплер (после недавнего выхода на рынок видеокарт GTX 680 и 690 это казалось уже делом техники), Дженсен Хуанг, со-основатель и CEO NVIDIA сделал сразу несколько объявлений о технологиях предоставления облачных вычислений. Видео выступления можно найти здесь, а пресс-релизы по каждой из технологии доступны по ссылкам: Несколько поясняющих фотографий и комментариев – ниже.
В ожидании выступления Дженсен Хуанга: зал полностью забит. На первых рядах место забронировано для журналистов. Играет энергичная музыка, придающая народу заряд бодрости.
Для разогрева публики Дженсен напомнил о текущих успехах технологий NVIDIA. Это впечатляющий список из научных областей, использующих расчеты на видеокартах (справа), а также несколько более частных задач, неизменно ассоциирующихся с чем-то очень сложным и очень важным, как, например, нашумевший H1N1 вирус (слева). Всего этого компания добилась за пять лет, фактически создав новый сегмент рынка.
Чтобы слушатели окончательно прониклись открывшимися возможностями, было показано демо-приложение: в три стоящих стеклянных цилиндра влетает пуля. Обработка трассировки лучей и учёт столкновений происходят в реальном времени.
Что же такое архитектура Кеплер? Три главных особенности: 1) SMX потоковый мультипроцессор, с большим количеством потоков по сравнению с предшественником SM для архитектуры Fermi, 2) технология Hyper-Q, обеспечивающая одновременный доступ к GPU несколькими процессами, 3) Динамический параллелизм: возможность создавать новые потоки (ядра) внутри самих же потоков без возврата управления на CPU.
Что может быть зрелищней, чем взять действительно крутую задачу и продемонстрировать на ней все три особенности? На рисунке - моделирование динамики сталкивающихся галактик. Специалисты по вычислительной астрофизике без труда узнают здесь знаменитый в узких кругах tree-code метод Барнса-Хата (Barnes & Hut, Nature, 1986), позволяющий от квадратичной сложности попарного вычисления гравитационных сил между частицами перейти к O(N logN). Хотя и существует определенный скептицизм относительно физической интерпретации результатов этих вычислений (всё-таки даже миллион частиц для этой задачи - это немного), однако сам факт реализации этого алгоритма на GPU действительно показателен.
Tesla K10, предоставляющая троекратное увеличение производительности, доступна уже сейчас. Tesla K20, которая будет интересна вычислителям - только в четвертом квартале. Как выяснилось, столкновение галактик моделировалось на недоступной пока Tesla K20.
И вот пришел час облачных технологий: NVIDIA VGX – это новая платформа для профессиональных облачных сервисов.
Монстр из Autodesk Maya явился из облака, запущенного под управлением ОС Windows. Клиент работает под Mac.
Геймеры тоже будут счастливы: для них выпущена GeForce Grid технология.
Дженсен объясняет: всё требуемое игровое оборудование это монитор и кабель. Кстати, кабель не случайно зеленого цвета, ведь вся технология тоже зеленая.
После выступления руководители NVIDIA ответили на вопросы прессы. Слева направо: Bob Sherbin (Vice President, Corporate Communications), Jen-Hsun Huang (President and CEO), Bill Dally (Chief Scientist), Jeff Brown (General Manager, Professional Solutions Group), Phil Eisler (General Manager, Cloud Gaming).
Ну а дальше пошли будни выступлений. Аннотация одного из докладов, посвященных разъяснению позиции NVIDIA в облачных вычислениях, была интригующей: «Инженеры, художники, ученые и геймеры являются наиболее требовательными визуальными мыслителями на планете и совершенно не хотят переводить свою среду в печально известное облако…». Короче говоря, интрига раскрылась: предполагается, что все печали пройдут с NVIDIA VGX.
Уже можно попробовать CUDA 5: инструмент программирования для архитектуры Кеплер.
«Что же такое облако?», - такой вопрос задали парни из VMware. Ответ прост – компании вкладывают в это понятие разные смыслы. Но для всех смыслов уже есть совместное решение для виртуализации и облачности от NVIDIA+VMware.

16 мая, день третий

Ключевой доклад третьего дня: Iain Couzin рассказывает о коллективном поведении в естественных системах.

Коллективность, поддающаяся изучению, есть и в Интернете…

…в любви…

… и ревности.

Несомненно: демократия - это тоже коллективное поведение в животных группах с конфликтом интересов.

А при чём здесь видеокарты? Дело в том, что они помогают собрать суперкомпьютер на десктопах. Поставил задачу на счет, выпил кофе и можно уж анализировать результат. Те, кто имел удовольствие стоять неделями в суперкомпьютерных «очередях», обязательно оценят этот подход.

17 мая, день четвертый

Ключевой доклад четвертого дня был посвящен одной из реализаций проекта полета на Луну в рамках конкурса Google Lunar X Prize. Победителем соревнования станет частная команда ученых и инженеров, первой отправившая робота на Луну. Одна из команд-участников, Part Time Scientists, использует NVIDIA GPU для вычисления различных параметров робота и траекторий движения. Кстати, приятно отметить, что одним из их конкурентов является российская команда Селеноход, использующая Компас 3D для проектирования.

Робот «Азимов» в условиях, приближенных к боевым.

Участники команды Part Time Scientists в полевых испытаниях.

Помимо 250 докладов на конференции было еще и около сотни постеров. Впрочем, область CAD/CAM/СAE/PLM была представлена не очень широко (на фотографии – один из немногих таких докладов). Над популяризацией GPU предстоит еще много работать.

Каждый новый алгоритм вычисления суммы Минковского принято называть «надежным». Не стал исключением и алгоритм для GPU.

Параллельно с докладами проходила выставочная сессия, где компании различного калибра представляли свои решения, так или иначе относящиеся к GPU. Было приятно увидеть среди них решение CATIA Natural Sketch от Dassault Systemes. Пока что, правда, оно обрабатывается на CPU.

День четвертый, экскурсия в историю

После знакомства с технологиями завтрашнего дня самое время вспомнить про вчерашние. К счастью, в Сан-Хосе расположен музей компьютерной истории, и ниже приведены несколько неслучайных фотографий.
Надписи на рекламных плакатах (слева направо):
1971. С новым портативным терминалом Silent 700 она готова ко всему.
1981. Osbourne 1 – это полностью оснащенный персональный компьютер – он просто переносит с собой весь офис.
2008. Со смартфоном, который легко помещается в карман, она всегда отвечает на е-мейлы – 24 часа и 7 дней в неделю.

AutoCAD, 1986.

Один из первых планшетов для рисования.

А это демонстрация работы знаменитого SketchPad (сравните с CATIA Natural Sketch!), созданного Айваном Сазерлэндом, одним из пионеров компьютерной графики и геометрического моделирования.

Закон Мура в действии: каждые 24 месяца количество транзисторов увеличивается вдвое. В 2006 году на кривой отметилась NVIDIA.

Дань уважения российскому программированию: на почетном месте лежит переведенная на русский язык книга.

Добавить комментарий

Комментарии:

Все права защищены. © 2004-2024 Группа компаний «ЛЕДАС»

Перепечатка материалов сайта допускается с согласия редакции, ссылка на isicad.ru обязательна.
Вы можете обратиться к нам по адресу info@isicad.ru.