Сфера применения параллельных вычислений общего назначения средствами видеокарт может быть весьма обширной и, в том числе, затрагивает область сетевого оборудования.
Сэнфорд Рассел, главный управляющий подразделением CUDA в NVIDIA, сообщил, что компания Cisco заинтересовалась ускорителем Fermi, обладающим 512 вычислительными ядрами, для создания веб-сервера на его основе, который смог бы обслуживать одновременно тысячи людей.
К сожалению, подробностей по этому поводу пока нет. И нам трудно судить, для каких именно задач будут использоваться карты Fermi. Безусловно, расчёты средствами видеокарт не универсальны и не могут заменить функции центральных процессоров. Вероятно, Fermi будет выполнять некие специализированные задачи, вроде маршрутизации, шифрования и анализа сетевого трафика.
Главный управляющий подразделением CUDA в компании NVIDIA, Сэнфорд Рассел, в интервью с журналистами ресурса Fudzilla отметил, что его команда работает над методами ускорения поиска вирусов с помощью видеокарт.
Эта задача может быть сильно распараллелена, а потому это направление разработок сулит большой прирост при грамотном использовании видеокарт NVIDIA. Компания планирует уделить пристальное внимание вопросу ускорения антивирусов, потому что практически каждый ПК имеет программы такого рода. Другими словами, шансы на благосклонное принятие GPU-антивирусов, использующих CUDA, велики и компания хочет ими воспользоваться.
Если NVIDIA удастся реализовать аппаратное ускорение поиска вредоносных программ внутри файлов, её видеокарты приобретут ещё одну важную функцию и станут более привлекательными на рынке.
Сейчас видеокарты уже помогают многим домашним пользователям ускорять кодирование видео, улучшать качество изображений и видео, рассчитывать физические эффекты в играх и т. д. Видимо, улучшение работы антивирусов — следующий шаг.
Во время последней технологической GPU-конференции компания NVIDIA продемонстрировала впечатляющую демонстрацию, призванную показать, как физические расчёты могут принципиально изменить уровень эффектов.
К сожалению, демонстрация проводилась не в реальном времени: большинство показанных в этой демонстрации эффектов являлись предварительно визуализированными сценами из современных голливудских блокбастеров.
Однако, непрерывное развитие аппаратных физических расчётов, действительно, может принципиально изменить игровой процесс и усилить погружение в виртуальный мир.
Шесть месяцев назад компания AMD вместе с Havok во время конференции разработчиков игр демонстрировала аппаратное ускорение физики тканей через OpenCL. Однако, по всей видимости, далее такой демонстрации пока дело не пойдёт: Intel не хочет выпускать Havok с поддержкой аппаратного ускорения до выхода Larrabee. Поэтому на днях компания AMD в пресс-релизе сообщила о начале работы c компаний Pixelux Entertainment, разработчиком третьего по популярности физического движка Bullet Physics.
Результатом этого сотрудничества должно стать появление версии движка Bullet Physics, поддерживающего ускорение средствами видеокарт через стандарт OpenCL. Важно отметить, что в отличие от PhysX, AMD собирается создать полностью открытый стандарт, ускоряющий физику с помощью любого оборудования OpenCL на любой платформе, в том числе и средствами видеокарт NVIDIA GeForce.
Между прочим, движок Bullet Physics использовался в такой достаточно известной игре как Star Wars: The Force Unleashed и Indiana Jones от LucasArts, версия для ПК которой выходит в этом году.
Выбор AMD пал на OpenCL, а не на DirectCompute потому, что последний стандарт привязан к API DirectX, то есть к Windows, в то время как OpenCL является отдельным, цельным вычислительным решением.
Не упустила AMD в своём пресс-релизе и сделать упрёк в сторону PhysX, отметив, что NVIDIA, создав стандарт, исполняющейся только на видеокартах GeForce, разделяет пользователей и разработчиков и тем самым тормозит развитие графической индустрии.
Однако, если NVIDIA столкнётся с сильным открытым стандартом ускорения физики, то она быстро перенесёт PhysX на OpenCL или DirectCompute, что позволит разработчикам, наконец, без оглядки на производителей оборудования использовать в своих играх богатые физические эффекты. Ждём OpenCL-версию Bullet Physics.
На технологической конференции, посвященной видеоускорителям, (GPU Technology Conference), которая проходит сейчас в Сан-Хосе, NVIDIA снова показала свою разработку Nexus — первую среду GPU/CPU-разработки, интегрированную в Microsoft Visual Studio.
Nexus поддерживает Windows 7 и Vista и дает возможность разработчикам приложений, использующим вычислительные мощности видеокарт, с помощью средств Microsoft Visual Studio не прибегать к необходимости создавать различные версии программ.
Пакет Nexus включает:
Отладчик кода CUDA C, HLSL и DirectCompute, поддерживающий контрольные точки источника и данных, а также прямой анализ использования памяти видеокарты. Вся отладка исполняется непосредственно на оборудовании.
Инструмент для оценки производительности системы с учетом GPU-событий (ядра, запросы API, передачи по памяти) и CPU-запросов (использования ядер, события передачи запросов и их обработки, а также интервалов ожидания) — всё это отражается на единой взаимосвязанной временной шкале.
Графический инспектор предоставляет разработчикам возможность отладки и профилирования кадров, визуализированы с помощью таких API, как Direct3D. Разработчики смогут использовать этот инструмент для изучения влияния каждой текстуры, вершинных буферов и состояния API в кадре.
NVIDIA планирует выпустить бета-версию Nexus 15 октября. Более подробно с этой средой разработки можно ознакомиться на официальном сайте NVIDIA для разработчиков. Там можно увидеть Nexus в работе, узнать возможности, которые будут включены в бета-версию, а также изучить новую архитектуру CUDA в связи переходом в Fermi на принцип MIMD (Many Instructions Many Data).
NVIDIA сообщила о работе с компанией Microsoft по продвижению графических процессоров Tesla в качестве мощных высокопараллельных процессоров для операционных систем Windows HPC Server 2008.
«Вычисления на GPU и CPU демонстрируют невероятную мощь и возможность многоядерной совместной обработки данных», — отметил Ден Рид, корпоративный вице президент отдела высокотребовательных вычислений в Microsoft и добавил: «Работа NVIDIA с Microsoft и серверной платформой Windows HPC помогает учёным и исследователям во многих областях получить возможность достижения производительности суперкомпьютеров в различных приложениях».
Лаборатория NVIDIA Research разработала ряд приложений с поддержкой GPU-вычислений для платформы Windows HPC Server 2008, к примеру, визуализатор с трассировкой лучей, который может быть использован в передовом фотореалистичном моделировании автомобилей и проч. Калифорнийская компания работает с Microsoft Research для установки мощных вычислительных кластеров на базе параллельных процессоров Tesla GPU и исследования приложений, оптимизированных для работы с GPU.
Огромное количество ресурсоёмких задач может быть серьёзно ускорено благодаря технологии NVIDIA CUDA: это и сложный анализ массивов данных, и задачи обучения машин и корпоративные ресурсы предприятия наряду с научными приложениями вроде молекулярной динамики, финансовых вычислений, обработки сейсмических данных и многие другие высокопараллельные задачи.
Архитектура CUDA позволяет использовать как ресурсы центрального процессора, так и мощности графических ускорителей, работающих совместно.
Учёное сообщество первым осознало огромный потенциал расчётов средствами параллельных процессоров NVIDIA, позволяющих добиться от 20 до 200-кратного преимущества в скорости работы.
Журналисты ресурса Fudzilla сообщили, что на одной из конференций NVIDIA сказала, что господин Эрвин Куманс, создатель движка Bullet Physics разрабатывает его на картах GeForce. Между прочим, именно этот физический движок AMD хочет ускорить с помощью своих видеокарт через OpenCL.
Также Эрвин Куманс отметил: «Ускорение средствами видеокарт AMD расчётов Bullet через OpenCL будет работать на любом совместимом драйвере: к примеру, мы использовали видеокарты NVIDIA GeForce для нашей разработки и даже применили код из их инструментов для разработчиков: NVIDIA является отличным технологическим партнёром».
Это означает, что аппаратное ускорение Bullet разрабатывается на видеокартах NVIDIA GeForce, несмотря на то, что AMD собирается представить драйвер и аппаратное ускорение для Bullet Physics. Кстати, это же сообщение говорит в пользу того, что аппаратное ускорение Bullet Physics будет прекрасно работать на видеокартах GeForce.
Так или иначе, но NVIDIA сейчас намного впереди с реализацией аппаратного ускорения физики: её движок PhysX является самым популярным. Havok занимает второе место, однако Intel, владеющая этим стандартом, ни за что не даст реализовать аппаратное ускорение физики Havok на видеокартах AMD или NVIDIA: ей он ещё понадобится для Larrabee.
Bullet Physics занимает лишь третье место, однако, благодаря будущей поддержке OpenCL и полной открытости, у него есть все шансы примирить разработчиков и производителей видеокарт, став индустриальным стандартом.
Есть ещё один достаточно популярный физический движок — Open Dynamics Engine, однако он занимает всего 4,1 % рынка.
Постепенно технологии расчётов общего назначения средствами видеокарт меняют расстановку сил на рынке ПК, оттесняя центральные процессоры с главных позиций даже в неигровых вычислениях.
К примеру, сотрудники ресурса Engadget протестировали программу MovieGate для MacOS X Snow Leopard, в последней версии которой ведена поддержка OpenCL для кодирования и декодирования видео.
Так, при тестировании системы Mac Pro с 4-ядерным процессором Intel 2,66 ГГц и видеокартой GeForce 8800GT, скорость кодирования видеопотока MPEG-2 в MovieGate в Snow Leopard повысилась по сравнению с Leopard с 104 кадров в секунду до 150, то есть в 1,5 раза. Также при декодировании видеопотока загрузка процессора снизилась со 165 % до 70 %.
Не очень впечатляющий прирост от использования OpenCL, но все-таки он есть и это только начало.
На прошедшей конференции с финансовыми аналитиками NVIDIA усиленно убеждала своих партнеров, инвесторов и общественность в том, что новый API DirectX 11, в общем-то, не способен поднять продажи графических карт. А будущее за GPGPU-технологиями вроде DirectX Compute, которая уже поддерживается современными видеоускорителями. Однако, как известно, часто не технологии поднимаю продажи, а маркетинговый отдел.
Майк Хард, вице-президент NVIDIA по связям с инвесторами, на технологической конференции, прошедшей в среду в Deutsche Bank Securities, объяснял партнерам компании, что Microsoft стремится дать разработчикам больше свободы для творчества и новые возможности в DirectX 11, действительно, достигают этой цели, но новый API — не единственная причина, которая способна побудить пользователей к приобретению нового ускорителя.
Он также сделал акцент на том, что пользователи не только играют, но и работают с домашним видео и фотографиями. CUDA уже можно причислить к списку факторов, влияющих на выбор покупателей. Но, думается, дело тут не в реальной полезности технологии, которую пока рядовой пользователь вряд ли может рассматривать серьезно. Маркетологи NVIDIA закрывают глаза на то, что до сих пор на рынке представлены единицы программ, способных задействовать мощности видеокарты. При этом данные программы (Badaboom, MediaShow, LoiLoScope) стоят немалые деньги и могут предоставить лишь ограниченную функциональность, которая не способна удовлетворить нужды большинства людей. Число успешных игр, в которых реализована расширенная поддержка физических эффектов, также невелико, среди них: Batman Arkham Asylum и Mirror’s Age. Одновременно очень богатыми физическими эффектами обладает Red Faction Guerilla, где все расчеты осуществляются процессором.
Нет сомнения, что DirectX 11 — пока тоже остается инструментом маркетинга, ведь большинство современных игр еще очень слабо используют возможности даже DX10, а широкое внедрение новых функций DX11 можно не ждать в ближайшие год—два. Тем более, что игры, написанные на DX11 будут работать быстрее и на современных DX10-видеокартах благодаря внесенным оптимизациям в работу с многоядерными процессорами.
Видеокарты нового поколения от AMD уже через месяц поступят в широкую розничную продажу, что касается NVIDIA, то даже её планы остаются в густом информационном тумане. Безусловно, будь NVIDIA первой, покупателям пришлось бы услышать массу благожелательных слов о DX11 и его очевидной пользе, однако, NVIDIA в настоящее время находится в числе отстающих в технологической гонке и вынуждена призывать потребителей к здравомыслию в отношении новых технологий. Мы тоже присоединяемся к словам маркетологов NVIDIA: сейчас в DirectX 11 практического смысла нет.
Глава NVIDIA, Иен-Сан Юань, предсказал, что развитие вычислений общего назначения средствами видеокарт позволит быстро наращивать производительность в ближайшие годы.
Так, по его мнению, GPU-вычисления за шесть ближайших лет позволят увеличить вычислительные способности ПК в сравнении с настоящими в 570 раз, тогда как развитие центральных процессоров за то же время позволит увеличить производительность лишь в 3 раза. Такое сильное увеличение производительности видеокарт в расчетах общего назначения открывает перспективы перехода на визуализацию методом трассировки лучей.
Действительно, высокопараллельные расчеты крайне неэффективно исполняются на современных центральных процессорах. Графические карты, напротив, справляются с такими задачами отлично. С распространением таких языков как CUDA, OpenCL и DirectX Compute, множество вычислительных задач будет значительно ускорено.
В своей внутренней презентации, проведенной для основных клиентов, NVIDIA продемонстрировала несколько интересных слайдов, посвященных технологии DirectX Compute и ОС Windows 7.
На первом слайде отмечается, что благодаря технологии DX Compute некоторые задачи могут быть ускорены в 5—20 раз в сравнении с вычислениями средствами только центрального процессора. Технология поддерживается видеокартами серий GeForce 8, 9, 200 и будущими DX11-решениями.
Второй слайд посвящен приложениям, которые уже реально ускоряют, благодаря мощности видеокарт NVIDIA, задачи декодирования видео, наложение эффектов, кодирование видеопотока, улучшения видео и его редактирование. Среди них есть Cyberlink PowerDirector, MotionDSP vReveal и, конечно, Badaboom.
Третий слайд отмечает, что Windows 7 работает через два процессора: центральный и графический (с поддержкой DirectX Compute).
Четвертый слайд сообщает, что благодаря использованию видеокарты Windows 7 намного лучше справляется с мультимедийными задачами, задачами управления ПК и с игровыми приложениями с PhysX.
Последний слайд сообщает о том, что Windows 7 на 10 % более эффективно использует мощь многочиповых графических конфигураций SLI в сравнении с Windows XP.
