ГРАФИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССОРЫ Tesla K10 можно приобрести уже сейчас Источник: Nvidia
ГРАФИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССОРЫ Tesla K10 можно приобрести уже сейчас
Источник: Nvidia

Компания Nvidia анонсировала технологии, которые должны повысить эффективность применения ее графических процессоров Tesla в корпоративных облаках и обратить вспять складывающуюся тенденцию снижения роли чипов, обладающих высоким параллелизмом выполнения операций, при проведении специальных математических и научных расчетов.

Компания представила графические процессоры Tesla с аппаратными и программными усовершенствованиями, которые обеспечат самодостаточность чипов при развертывании виртуальных машин и выполнении программ. По мнению аналитиков, новые технологии способны открыть серверам с графическими процессорами, поддерживающими средства виртуализации, дорогу в облако. При выполнении операций такие серверы в меньшей степени зависят от центральных процессоров.

Графические процессоры во многих ситуациях работают быстрее, чем центральные, которые, в свою очередь, больше подходят для решения повседневных задач (в том числе и для работы с офисными приложениями). Многие серверы сегодня предназначены для параллельной обработки данных, при которой сочетание центральных и графических процессоров обеспечивает дополнительное увеличение производительности. Особенно ярко это проявляется в суперкомпьютерах. Находящийся сейчас на втором месте в мире по быстродействию суперкомпьютер Tianhe-1A, развернутый в Национальном суперкомпьютерном центре в китайском городе Тяньцинь, оборудован графическими процессорами Nvidia Tesla и процессорами Intel Xeon. Его производительность достигает 2,5 PFLOPS.

К новым моделям графических процессоров Nvidia относятся Tesla K10 (ее можно приобрести уже сейчас) и Tesla K20 (она появится в четвертом квартале). Новые чипы построены на архитектуре Kepler, которая обладает более высоким быстродействием и эффективностью энергопотребления по сравнению с прежней архитектурой Fermi. Цены, по которым будут продаваться новые чипы, пока не объявлены.

«Архитектура Kepler поддерживает новую технологию VGX, обеспечивающую виртуализацию графического процессора и превращение его в ресурс, к которому смогут обращаться сразу несколько центральных процессоров и потоков команд, — сообщил генеральный менеджер группы профессиональных решений Nvidia Джефф Браун. — Мы интегрировали в графический процессор устройство управления памятью, обеспечивающее развертывание виртуальной машины».

Графические процессоры использовались в виртуальных системах и в прошлом. К примеру, Nvidia и ее конкурент Advanced Micro Devices предлагали ранее профессиональные графические платы для развертывания виртуальных настольных компьютеров с операционной системой Windows 7 на серверах с последующим их переносом на клиентские устройства. С появлением VGX графический процессор больше не нуждается в циклах центрального процессора и может напрямую осуществлять развертывание виртуальных машин и управление ими.

«Новая технология виртуализации, несомненно, окажет серьезное влияние на архитектуру серверов и развертывание облачных сервисов на тонких клиентах и планшетных компьютерах», — отметил главный аналитик компании Mercury Research Дин Маккэррон. — Мы видим, какие изменения происходят сегодня. С одной стороны, применение графических процессоров в серверной среде ограничено областью высокопроизводительных вычислений. С другой — они открывают дорогу к переносу очень сложных и хорошо детализированных в визуальном плане игр на тонкие клиенты».

Новая технология упрощает и удешевляет интеграцию графических процессоров в серверную среду общего назначения. Серверные виртуальные графические процессоры, например, могут просчитывать изображения высокой четкости, выводимые на экран после запуска игры, и доставлять их через облако. При этом эффективно используются механизмы ускорения выполнения операций, поддерживаемые графическими процессорами.

«Архитектура VGX помогает устранить ряд препятствий, которые мешали достижению максимальной производительности и эффективности энергопотребления гибридными системами, построенными на основе сочетания центральных и графических процессоров, — подчеркнул главный аналитик Gabriel Consulting Group Дэн Олдс. — После проведения модернизации эффективность использования центральных и графических процессоров, а также системы в целом заметно возрастет, что будет способствовать дальнейшему укреплению позиций гибридных компьютеров».

Гипервизор VGX поддерживает связь с гипервизорами Citrix или VMware­, а графические платы, разработанные на основе VGX, подключаются к разъемам PCI-Express 3.0. Производители серверов, в том числе Dell, Hewlett-Packard, IBM и Cisco, уже внедряют новую технологию VGX в свои продукты.

Увеличение рабочей нагрузки требует от серверных графических процессоров более эффективного выполнения программ. «Компания Nvidia представила новую технологию HybridQ, которая должна повысить параллелизм и эффективность использования графических процессоров», — сообщил старший директор подразделения Nvidia Tesla Business Unit Самит Гупта.

Графический процессор помогает одновременно решать сразу несколько задач. Общая эффективность повышается с помощью аппаратного планировщика, благодаря которому графический процессор расставляет нужные приоритеты и выполняет операции, не перекладывая их на центральный процессор.

«Как только управление слишком часто начинает возвращаться центральному процессору, все преимущества графического процессора сразу теряются», — пояснил Гупта.

«Конструкция центрального процессора предусматривает наличие планировщика, который следит за правильным распределением рабочей нагрузки, — отметил Маккэррон. — В устройствах параллельной обработки данных такой планировщик отсутствовал, а технология HybridQ будет способствовать увеличению производительности графических процессоров».

Графический процессор уже поддерживает ряд функций, выполняемых центральным процессором, и появление HybridQ еще больше сближает функционал двух этих устройств. Вместо использования специально настроенного программного обеспечения HybridQ увеличивает число потоков рабочей нагрузки, которыми управляют графические процессоры, поддерживающие виртуализацию.

Технология HybridQ применима к решению целого ряда задач. Она хорошо подходит для проведения расчетов в области гидродинамики и биоинформатики, для установления последовательности геномов и симуляции работы электронных схем. Для того чтобы воспользоваться преимуществами технологии HybridQ, программистам не нужно вносить в код никаких изменений. Новая технология совместима со средой CUDA, благодаря чему разработчики имеют возможность создавать программный код с высокой степенью параллелизма с использованием уже привычных средств.

HybridQ будет доступна с графическими процессорами Tesla K20, которые предназначены для установки в серверы старшего класса и должны появиться на рынке в четвертом квартале нынешнего года.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF