Post on 12-Jul-2020
EXTREMADURA RESEARCH CENTER FOR ADVANCED TECHNOLOGIES
Soluciones de paralelismo en GPU
Abel Francisco Paz Gallardo
CETA-Ciemat/ Junio 2012
Soluciones de paralelismo en GPU
Dr. Abel Francisco Paz Gallardo. IT Manager / Project Leader @ CETA-Ciemat
I Jornadas de Computación Distribuida Inteligente y
Sistemas Complejos (CDISC)
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Soluciones de paralelismo en GPU
Abel Francisco Paz Gallardo
CETA-Ciemat/ Junio 2012
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GP...what?
Soluciones GPGPU
… y una más
Cluster de GPUs del CETA-Ciemat
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Soluciones de paralelismo en GPU
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INDICE
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Soluciones de paralelismo en GPU
Abel Francisco Paz Gallardo
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GP… what? 1
¿Qué es una GPU?
Primera búsqueda en 2006:
- Gas Particulate Unit Unidad de partículas de gas ¿?
GPU = Graphics Processing Unit (Unidad de procesamiento gráfico).
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GP… what? 1
La cuestión es…
Si una GPU en un videojuego procesa miles de polígonos, texturas y sombras en tiempo real…
¿Por qué no utilizar esta tecnología para procesamiento de datos?
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GP… what? 1
¿Pero entonces no podemos usar sólo la CPU?
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Procesamiento de Imágenes
Bioinformática Diseño/Confección/ Manufacturación Asistida por
ordenador
Dinámica de Fluidos Sistemas de Información
Geográfica
Animación
Cálculo financiero
Soluciones GPGPU – General Purpose GPU 2
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La visión computerizada y el procesamiento de imágenes tienen un alto coste computacional.
Utilizando GPUs:
• Mayor rendimiento para el procesamiento de imágenes
• Visualización en tiempo real (especialmente útil en medicina)
Soluciones GPGPU – Procesamiento de imágenes 2
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•En reconstrucción de imágenenes médicas se consiguen mejores tiempos de reconstrucción
utilizando GPU.
Resonancia Magnética Tomografía Computerizada
•Empiezan a dotarse los equipos de procesamiento de imágenes con GPU.
Soluciones GPGPU – Procesamiento de imágenes 2
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•La secuenciación y acoplamiento de proteínas tienen un alto coste computacional.
Se mejoran los tiempos en el análisis de genoma.
Soluciones GPGPU – Bioinformática 2
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Visualización de dinámica molecular, para el cálculo de la interacción biológica entre moléculas e iones.
El paquete NAMD, diseñado para trabajar con GPU sobre simulación de sistemas moleculares llega a reducir los tiempos de simulación de días a horas.
Soluciones GPGPU – Bioinformática 2
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El método de las Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo se utiliza para resolver problemas electromagnéticos transitorios utilizando diferencias finitas.
Utilizado para averiguar cómo tratar las ondas electromagnéticas y su interacción con los materiales.
Soluciones GPGPU – Diseño/Confección/Manufacturación… 2
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En la industria de la moda la empresa Optitex ha pasado de diseñar la ropa para las temporadas físicamente a hacerlo en 3D.
Lleva un gran coste computacional y se producen muchos cuellos de botella dando tiempos alrededor de 190 días en diseñar una temporada.
Aplicando GPUs para el desarrollo se consigue reducir el tiempo de mercado a 35 días.
Además se optimiza el corte de la tela.
Soluciones GPGPU – Diseño/Confección/Manufacturación… 2
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Las aplicaciones de modelado de cambio climático y de simulación de tsunamis obtienen speedups mejores en tiempo real.
Soluciones GPGPU – Dinámica de fluidos 2
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Los sistemas de información geográfica (SIG o GIS) manejan información de diferentes capas.
Entre otras muchas aplicaciones se utiliza para calcular mapas y obtener datos sobre la población, enfermedades, gasto energético...
La empresa Manifold ha conseguido mejorar los tiempos de cálculo de datos de 20 minutos a 30-40 segundos utilizando plataformas GPUs.
Soluciones GPGPU – Sistemas de Información Geográfica 2
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Uso de GPUs en aplicaciones de valoración de derivados, análisis de riesgos y trading algorítmico
Soluciones GPGPU – Cálculo financiero 2
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Renderización distribuida utilizando clusters: Los efectos visuales de la
película Avatar se procesaron utilizando GPU puesto que con un cluster normal
tardaban del orden de 10 veces más
Soluciones GPGPU – Animación 2
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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE ALGORITMOS PARALELOS DE ANÁLISIS DE IMÁGENES HIPERESPECTRALES EN TARJETAS GRÁFICAS PROGRAMABLES (GPUS)
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… y alguna más! 3
CPU: 78 segundos
GPU: 2 segundos (40x, Tiempo Real)
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Cluster de GPUs del CETA-Ciemat
Funcionando desde Enero 2010
113 TFLOPs en simple precisión y 37 TFLOPs en doble precisión
700TB almacenamiento
Más de 20 grupos de investigación y universidades de todo el mundo lo utilizan
Problemas científicos de alta complejidad
Dinámica molecular
Procesamiento de imágenes
Visión por computador
Análisis numérico
Estudios Imagen médica
Genómica
…
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11 TESLA S1070 + 2 C1060
11 Bullx R422E2 + R425E2
Total: 17 nodes with 2 GPUs/node
8 TESLA S2050 + 8 TESLA S2070
8 Bullx R422E2 + 4 Bullx R424E2
Total: 32 nodes with 2 GPUs/node
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Red Infiniband:
Baja latencia
Comunicación entre nodos
Red de Administración y servicios:
Administración
Servicios
Conectividad con backbone
Uso del cluster:
Acceso mediante solicitud
Soporte en la paralelización
Contactar con nosotros
admin.gpu@ceta-ciemat.es
abelfrancisco.paz@ciemat.es
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CETA-Ciemat agradece la aportación del Fondo Europeo de Desarrollo Regional
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Conventual de San Francisco, Sola 1, 10200 Trujillo Phone: 927 65 93 17 Fax: 927 32 32 37 www.ceta-ciemat.es