На этой неделе в калифорнийском городе Сан-Хосе проходит мероприятие под названием GPU Technology Conference. Конференцию, посвящённую различным аспектам использования графических процессоров в разных сферах деятельности человека, ежегодно проводит компания NVIDIA.
Который раз конференция проходит в привычном уже выставочном центре San Jose McEnery Convention Center. В этот раз первая фотография с выставки получилась неприглядной — выставочный центр расширяется, а в другой его части проходит реконструкция, следы которой видны на фотографии.
Первый день работы конференции не отличается большим количеством мероприятий и анонсов, но во время него проходят некоторые интересные технические сессии «для разгона» — введения посетителей в обычный ритм. Мы посетили несколько таких сессий, посвящённых разным применениям GPU в индустрии. Также было интересно начать знакомиться с огромным количеством стендов и постеров, размещённых на территории выставочного стенда.
Первой посещённой нами в понедельник технической сессией был обстоятельный рассказ о применении рендеринга методом трассировки лучей (рейтрейсинга) в различных приложениях и задачах. Об этом рассказывал представитель компании NVIDIA Филипп Миллер (Phillip Miller). Слушателей набралось приличное количество, и сессия была действительно интересной.
К примеру, была продемонстрирована интересная диаграмма об использовании GPU при трассировке лучей в различных применениях, на которой показано относительное время рендеринга в каждой задаче и его качество. Значительная доля применений GPU приходится на приложения дизайна, предварительного расчёта освещения в приложениях реального времени (игры) и симуляцию физических эффектов.
Ускоренный на CUDA рейтрейсинг применяется во множестве коммерческих приложений, включая такое VRay RT, Final Render, Catia, Octane и другие программы.
Интересным был рассказ о различных режимах рендеринга в GPU-ускоренном рендере Iray 2013. Они отличаются друг от друга качеством рендеринга (от примерного соответствия физическим законам до физически корректного фотореализма) и производительностью. Если Iray Realtime может обеспечить скорость от 15 до 120 кадров в секунду с приемлемым качеством картинки, то Iray Photoreal, хоть и потратит на рендеринг несколько минут, но обеспечит физически корректный рендеринг. Ну, а Iray Interactive является чем-то средним между этими методами, предлагая баланс между качеством и скоростью рендеринга.
Два более качественных метода рендеринга в Iray 2013 были показаны на примере с рендерингом модели автомобиля, отличающимся от старой демонстрационной программы NVIDIA Design Garage лучшим качеством рендеринга, в частности — усложнённым просчётом освещения. При взаимодействии пользователя со сценой (можно крутить камеру, приближать и отдалять) работает упрощённый рендеринг с минимумом шума и неплохим качеством, а в режиме «простоя» включается фотореалистичный режим, который за несколько минут отрисовывает качественное изображение с физически правильными тенями и освещением.
Ещё одной посещённой сессией стал рассказ Максима Наумова о библиотеках с применением ускоренных при помощи CUDA математических и других расчётов, которые могут использоваться разработчиками в их ПО для улучшения производительности.
В число таких библиотек, предлагаемых NVIDIA и сторонними разработчиками, входит большое количество различных задач, требовательных к вычислительной мощности - линейная алгебра, обработка изображений, параллельные алгоритмы, преобразование Фурье и т.д.
Полученная в таких задачах производительность на старших моделях современных GPU зачастую в несколько раз превосходит показатели лучших многоядерных CPU, представленных на рынке, даже с учётом полноценной оптимизации.
А вот и более жизненный пример — ускорение силами GPU расчётов AMG solver в приложении ANSYS Fluent, которое помогает создавать автомобили и самолеты с улучшенными аэродинамическими свойствами, позволяет повысить скорость расчетов в 1,8 раза даже с учётом применения двух шестиядерных процессоров Intel Xeon.
Но не только любопытными техническими сессиями отличился первый день GTC 2013. Вчера компания NVIDIA объявила о том, что программисты, использующие язык высокого уровня Python, смогут применять GPU-ускорение, основанное на CUDA, в своих приложениях с вычислениями и анализом больших объёмов данных. Python хорошо подходит для многих научных и инженерных задач. Предполагается, что поддержка ускорения с использование GPU приведёт к появлению новых приложений на Python.
CUDA поддерживается в NumbaPro — компиляторе Python из нового продукта Anaconda Accelerate от Continuum Analytics. Поддержка GPU-ускорения в Python стала результатом внедрения кода компилятора CUDA в ядро популярной компиляторной инфраструктуры с открытым кодом LLVM. Эта инфраструктура позволяет сравнительно просто добавлять поддержку GPU-ускорения в языки общего и специального назначения.
Мы продолжим рассказы о самых интересных мероприятиях и анонсах конференции GTC 2013, которая только начала работу. И в качестве «тизера» приводим фотографию автомобиля Lamborghini, выставленного прямо в холле выставочного центра — значительная часть конференции посвящена автомобилям и применении в них современных вычислительных задач.
