Procesory graficzne NVIDIA Tesla K10 osiągają nowe pułapy wydajności w symulacjach naukowych

Firma NVIDIA opublikowała dziś wyniki testów, według których procesory graficzne NVIDIA® Tesla® K10 biją rekordy wydajności w popularnych aplikacjach do obliczeń wysokowydajnych (HPC) stosowanych m.in. w naukach przyrodniczych, do przetwarzania danych sejsmicznych i obróbki materiałów wideo.

Procesor graficzny Tesla K10, oparty na nowej architekturze NVIDIA Kepler™, zapewnia najwyższą na świecie wydajność przetwarzania liczb zmiennoprzecinkowych z pojedynczą precyzją (4,58 teraflopów) i największą przepustowość pamięci (320 GB/s) wśród pojedynczych kart akcelerujących. Oznacza to, że procesor graficzny K10 cechuje się dwunastokrotnie wyższą wydajnością przetwarzania liczb zmiennoprzecinkowych z pojedynczą precyzją i 6,4-krotnie wyższą przepustowością pamięci od najnowszych procesorów centralnych firmy Intel opartych na architekturze Sandy Bridge⁽¹⁾ .

Procesor graficzny Tesla K10 jest znacznie wydajniejszy od procesorów centralnych oraz od procesorów graficznych poprzedniej generacji podczas pracy w większości popularnych, wymagających aplikacji obliczeniowych używanych w czterech kluczowych segmentach rynku, w tym:

• Obronność: analiza i stabilizacja materiałów wideo, ortorektyfikacja, widzenie komputerowe
• Nauki przyrodnicze i materiałowe: dynamika molekularna
• Przemysł naftowy i gazownictwo: przetwarzanie sejsmiczne, wsteczna migracja czasowa
• Media i rozrywka: edycja, transkodowanie i renderowanie wideo, raytracing

„Ogromną zaletą procesorów graficznych Tesla K10 jest ich wysoka wydajność w dwóch głównych obszarach, które wpływają na ogólną wydajność aplikacji: operacjach na liczbach zmiennoprzecinkowych i przepustowości pamięci”, twierdzi Sumit Gupta, dyrektor ds. produktów Tesla w firmie NVIDIA. „Dzięki temu procesory graficzne K10 zapewniają znacznie wyższą wydajność aplikacji naukowych, inżynieryjnych i biznesowych bez dodatkowego wkładu pracy ze strony programistów”.

Nowe rekordy wydajności w aplikacjach AMBER i LAMMPS 

W programie AMBER, wiodącej aplikacji do symulacji biomolekularnej, cztery procesory Tesla K10 osiągnęły światowy rekord wydajności, zapewniając znacznie lepsze rezultaty niż wyniki systemów złożonych z wielu szaf serwerowych, które stosowano zaledwie kilka lat temu.⁽²⁾

Opisywany system z procesorami graficznymi Tesla umożliwił obliczenie symulacji komputerowej molekuły złożonej z 23558 atomów w czasie 76 nanosekund. Jest to znacznie wyższy wynik od tego osiągniętego w zeszłym roku przez cztery procesory Tesla M2090. Dzięki temu naukowcy otrzymują jeszcze potężniejsze narzędzia do badań nad nowymi lekami i wydajniejszymi materiałami.

„W nauce biomolekularnej kilka dodatkowych nanosekund symulacji może znacznie pomóc w badaniach i próbach zrozumienia zachowania złożonych systemów biologicznych,” powiedział Ross Walker, asystent profesora w centrum superkomputerowym w San Diego. „Wciąż nie mogę uwierzyć, że jeden procesor Tesla K10 jest szybszy od największych klastrów zbudowanych wyłącznie z procesorów centralnych. Nowe rozwiązanie zapewni ogromne korzyści naukowcom, umożliwiając przyśpieszenie poszukiwań nowych i lepszych terapii dla wielu chorób i schorzeń.”

Procesor graficzny Tesla K10 osiąga również najwyższą wydajność w aplikacji LAMMPS używanej przez społeczność zajmującą się naukami przyrodniczymi. Wydajność procesora graficznego Tesla K10 w teście LAMMPS Lennard Jones Liquid była wyższa od wydajności procesora M2090 o 80 procent, dorównując klastrowi 64 procesorów centralnych opartych na architekturze x86.⁽³⁾

Przyśpieszanie poszukiwań energii 

Procesory graficzne NVIDIA Tesla umożliwiają osiągnięcie najwyższej możliwej wydajności w aplikacjach wstecznej migracji czasowej (RTM), które służą do przetwarzania danych sejsmicznych w przemyśle naftowym i gazownictwie, a także do przetwarzania obrazu w branży grafiki komputerowej. Po zastąpieniu procesora graficznego M2090 procesorem Tesla K10, brazylijski koncern naftowy Petrobras uzyskał 1,8-krotne przyśpieszenie własnej aplikacji używanej do zadań RTM.

Nowy akcelerator obliczeniowy NVIDIA Tesla K10 można nabyć u wiodących dostawców OEM, w tym firm Appro Supercomputer Solutions, Dell, HP, IBM, SGI i Supermicro, a także od partnerów dystrybucyjnych firmy NVIDIA. Więcej informacji na temat procesorów graficznych Tesla K10 można znaleźć na stronie internetowej Tesla.