NEXT 3/2009 - Ukryta moc grafiki

Zapowiedzi wykorzystania mocy kart graficznych do działań typowych dla procesora przestają być już tylko wirtualne. Pojawiło się już wiele programów, które są zdolne wykorzystać moc GPU do obliczeń. Sprawdziliśmy, jakie korzyści z najszybszych kart może odnieść niemal każdy użytkownik komputera.

O początkach rozwiązań GPGPU (General Purpose GPU), czyli wykorzystywanie układów graficznych do innych obliczeń niż proces renderowania trójwymiarowych scen, napisaliśmy w numerze 3/2007 (nextmag.pl/a/070301). Tamte urządzenia przeznaczone były jednak na rynek profesjonalny. Sytuacja zmieniła się wraz z pojawieniem się architektury G80 Nvidii (GeForce 8800 GTX i pochodne). Te układy przeznaczone do komputerów domowych, okazały się na tyle potężne, że zaczęto pracować nad aplikacjami wykorzystującymi ich możliwości.

Cuda na… grafice

AMD i Nvidia obiecują olbrzymi przyrost wydajności pecetów po wykorzystaniu do pracy GPU. Na razie realne kształty przybrała jednak tylko CUDA (Compute Unified Device Architecture). To równoległa architektura obliczeniowa opracowana przez firmę Nvidia. Można ją traktować jako osobny silnik wbudowany w układy graficzne serii GeForce 8 i 9, który jest dostępny dla programistów przez odpowiednie środowisko wykorzystujące język C. CUDA obsługuje wszystkie popularne interfejsy, w tym OpenCL i DirectX 11, a dzięki odpowiednim bibliotekom również Java i Phyton.

Dzięki CUDA zgodne z nią układy graficzne są otwartą architekturą, podobnie jak CPU. W przeciwieństwie jednak do procesorów, GPU mają równoległą architekturę wielowątkową (najnowsze układy Nvidii mają nawet 240 jednostek obliczeniowych), co w przypadku odpowiednio przygotowanej aplikacji powoduje nawet kilkudziesięciokrotny wzrost wydajności w stosunku do najszybszych procesorów czterordzeniowych. Efektem jest przyspieszenie pracy programów wykorzystujących tę architekturę.

Zastosowania profesjonalne

CUDA najpowszechniej przyjęła się w zastosowaniach profesjonalnych, gdzie wielordzeniowa architektura znacząco zwiększa szybkość obliczeń. Berkeley’s Open Infrastructure for Network Computing, jedna z wiodących platform obliczeń rozproszonych, korzysta z mocy układów Nvidii do przyspieszenia tempa odkryć naukowych dzięki takim projektom, jak GPUGRID czy Einstein@home.

Innym projektem, który docenił zalety technologii Nvidii, jest SETI@home. Nvidia we współpracy z zespołem naukowców przygotowała specjalną wersję aplikacji, która obsługuje układy GeForce. Dzięki temu, że każdy może zainstalować taki program na swoim komputerze, projekt obejmuje już 200 tys. aktywnych użytkowników, których karty są wykorzystywane do wyszukiwania śladów pozaziemskiej inteligencji za pomocą radioteleskopów wykrywających sygnały radiowe z kosmosu. Wydajność GeForce GTX 280 w SETI@home jest ponad dwa razy większa niż w przypadku Core i7 965 3,2 GHz) oraz prawie 8 razy większa niż dla Core 2 Duo E8200 2,66 GHz.

Karty graficzne mogą też być wykorzystywane w programach symulujących śledzenie promieni światła (Ray-tracing), zachowania się płynów, kryptografii i złożonych obliczeń wizualizacyjno-matematycznych.

Zastosowania domowe

W przypadku zastosowań domowych zaletami CUDA jest możliwość kodowania wideo i wykonywania obliczeń fizyki w grach (PhysX). Do tego ostatniego celu wystarczy zgodna karta graficzna i najnowsze sterowniki. Obsługa akceleracji fizyki jest w nich domyślnie włączona.

Akceleracja procesu kodowania filmów jest możliwa dzięki aplikacji Badaboom. To łatwy w użyciu, szybki konwerter multimediów do urządzeń przenośnych. Program można pobrać bezpośrednio ze strony www.nvidia.com. Wersja darmowa ma czasowo ograniczone działanie.

Ocena:    (aby ocenić, musisz się zalogować w serwisie)

 del.icio.us |  Wykop mnie |  Digg this story |  dodajdo.com

• Z kostek i promieni »
  trendy w tworzeniu grafiki 3D w grach
• Demony szybkości »
  pojedynek najszybszych kart graficznych
• Szybka jak karta grafiki »
  test porównawczy kart graficznych
• Narzędzia do multimediów »
  zestaw do audio-wideo
• Bezgłośna grafika »
  test porównawczy pasywnych kart graficznych