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GTC 2010: Keynote mit Jen-Hsun Huang

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NVIDIA_GTCHeute eröffnete Jen-Hsun Huang die GTC 2010 mit einer obligatorischen Keynote. Doch bevor es losgehen sollte, zeigte NVIDIA einige 3D-Demos. Das Thema „3D“ setzt sich also wie auf allen bisherigen Messen in diesem Jahr auch auf der GTC 2010 weiter fort. Innerhalb der ersten Demos gibt NVIDIA bekannt, dass derzeit weltweit 250 Millionen CUDA GPUs verwendet werden. CUDA soll dabei aber nicht ausschließlich auf den professionellen Bereich beschränkt bleiben. Für NVIDIA bleibt der Fokus, auch im Zusammenhang mit CUDA, auf Quadro und Tesla für den professionellen Bereich, GeForce für den Desktop und Tegra im mobilen Bereich.

In einer ersten größeren Demo zeigte NVIDIA H.A.W.X. 2, dessen Engine eine Fläche von 128 Quadratkilometern darstellt. Dabei kommen als kleinste Einheit heruntergebrochen Polygone mit einer Kantenlänge von 2 m zum Einsatz. Dies resultiert in einer Darstellung von 31 Millionen Polygonen alleine für die Oberfläche des Bodens.

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CUDA soll keine CPU ersetzten, sondern sinnvoll ergänzen. Multi-Core-CPU plus Many-Core-GPU sollen auch zukünftig eine entscheidende Rolle spielen. Die Anwendungsgebiete von CUDA sind weitreichender, als man sich auf den ersten Blick vorstellen kann. Das Interesse an HPC (High-Performance-Computing) habe nun ein Level erreicht, indem man ohne GPGPU nicht mehr weiter kommt. Transistoren sind keine Beschränkung mehr, deren Verbrauch ist die eingrenzende Größe.

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Wachstum in der Rechenleistung pro Jahr von 52% der Jahre vor 2004 wurde ab dann auf rund 20% gebremst. Wissenschafter aber auch der Enduser verlangte aber nach einer immer weiter wachsenden Performance und so musste eine Lösung gefunden werden. Mit GPGPU konnte das alte Wachstum wieder erreicht werden.

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Neben der gestrigen Präsentation von Tesselation im Rahmen eines DirectX-11-Tutoriums präsentierte NVIDIA eine weitere Tesselation Demo. Hier dargestellt ist eine futuristische Stadt mit 1,4 Milliarden Polygonen. Alleine durch Tesselation wird ein erhöhter Detailgrad möglich, denn hier werden bis zu 80 GB pro Sekunde an geometrischen Daten verarbeitet, was über den PCI-Express-Bus technisch gar nicht mehr möglich wäre. Die Daten müssen also innerhalb der Grafikkarte bzw. der GPU verarbeitet werden.

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Eine weitere technische Demo zeigte die Simulation eines Gases, welches aus mehr als 1 Million Partikeln besteht.

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Eine letzte Demo beschäftigte sich ebenfalls mit der Simulation von Flüssigkeiten, hier spielte aber auch noch weitere Physik-Effekte eine Rolle. In der Demo abgebildet werden 500.000 Partikel. Die komplette 3D-Szene wird durch zusätzliche Effekte wie dynamische Schatten und Lichtquellen aber noch aufgewertet. Die flüssig ablaufende Demo ist so nur auf der GPU zu berechnen. Ein AMD Quad-Core-Opteron-System benötigt rund vier Minuten für die Berechnung eines einzigen Frames.

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NVIDIAs GTC ist eine GPU-Konferenz, letztendlich aber dreht sich natürlich alles um CUDA. Besonders stolz ist man bei NVIDIA über dessen Entwicklung im vergangenen Jahr, als die Konferenz das erste mal abgehalten wurde.

Neben diesen Fakten und Marketing-bezogenen Präsentationen stellte NVIDIA aber auch noch einige Neuigkeiten rund um die Hard- und Software vor.

CUDA-x86

CUDA-Anwendungen können bisher nur auf entsprechender Hardware ausgeführt werden. Mit dem von PGI zusammen mit NVIDIA entwickelten CUDA-x86-Compiler können CUDA-Anwendungen auch auf herkömmlichen Systemen entwickelt und ausgeführt werden.

MatLAB

Für MatLAB ist bereits ein Addon zur Unterstützung der Berechnungen durch die GPU vorhanden. Nun aber bietet MatLAB eine offizielle Toolbox für CUDA beschleunigtes Parallel-Computing.

Multi-GPU AMBER 11

AMBER 11 ist eine Software zur Simulation von Molekülen und deren Verhalten wenn zwei oder mehr miteinander reagieren. An dieser Stelle sei erwähnt, dass bei der Reaktion zweier Moleküle ein Zeitraum von 500 ns betrachtet werden muss, um ein aussagekräftige Ergebnis zu erhalten. Ein JAC-Benchmark, der auf Basis dieser Software die Performance eines Systems bewertet, ermittelte für acht Fermi-GPUs die Berechnung von 52 ns pro Tag. Ein Supercomputer mit 192 Quad-Core-CPUs erreichte 46 ns pro Tag.

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ANSYS

ANSYS ist eine Software, welche von Ingenieuren eingesetzt wird um physikalische Kräfte auf Gegenstände zu simulieren, bevor diese überhaupt gefertigt werden. Auch der Einfluss von Temperaturen auf das Material kann berechnet werden. Als Beispiel wurde die Berechnung einer Flugzeugbremse aufgeführt, deren Bauteile im Vorfeld der Entwicklung geprüft bzw. simuliert werden müssen. Dabei besteht eine solche Bremse aus mehreren hundert Teilen und muss auf den Einfluss der durch die Belastung entstehenden Temperaturen sowie Vibrationen simuliert werden. ANSYS gibt eine Zeiteinsparung für eine typische Rechenzeit um rund die Hälfte an. Dies klingt nach nicht sonderlich viel, bedeutet bei der Entwicklung solcher Bauteile aber einen entscheidenden Vorteil, denn diese Simulationen müssen mehrfach ausgeführt werden, mit immer wieder wechselnden Komponenten.

3D Studio Max

Mit Hilfe von 3D Studio Max können geometrische Daten aus einer Art Wire-Frame-Mode in ein fotorealistisches Rendering überführt werden. In der Vergangenheit musste dabei ein Kompromiss aus Rechenzeit und realistischer Darstellung gefunden werden. Das in der Demo gezeigte Rendering lief auf zwei Quad-Core Xeon-Prozessoren und startete bereits vor der Keynote. Eine Verbesserung soll der iray Renderer bieten, der Gebrauch von der CUDA-Schnittstelle macht und somit die GPUs zur Berechnung verwendet.

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Ein Dual-Quad-Core-System mit zwei Quadro-Karten ist aber keine praktikable Lösung für Designer, die ihre Renderings zum Kunden bringen wollen. Um dem Kunden eine flexible Lösung bieten zu können, bietet 3D Studio Max eine Cloud-Lösung an, die auf mehreren Fermi-GPUs die gewünschte Szene berechnet.

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NVIDIA kündigte auch der Verfügbarkeit neuer Tesla-Systeme von IBM an, die Tesla in deren BladeCenter einsetzen wollen, die 196 der Top 500 Super-Computer stellen. T-Platforms wird in seiner TB2-Workstation ebenfalls auf Tesla setzen. Zu guter Letzt bietet auch Cray, die 10 der 50 Super-Computer stellen mit dem XE6 ein Tesla-System.

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Adobe stellte eine Technik vor, bei der ein Szene nicht aus einem einzelnen Bild besteht, sondern aus mehreren Bilder besteht, die mit unterschiedlichem Fokus und Blickwinkel aufgenommen werden. In einem Beispiel bestand die gleiche Szene mehreren hundert Einzelbildern, die innerhalb von wenigen Millisekunden zusammengesetzt werden. Stellt sich dabei nicht der korrekte Fokus ein, kann dies nachträglich justiert werden. Mit Hilfe der Planoptic-Lense lassen sich aber nicht nur die einfachen Parameter des Bildes verändern, sondern auch ein 3D-Bild erstellen.

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