„Болцман” сваля бариери пред GPU изчисленията

Една от целите на архитуктурата HSA е улесняване на разработката на паралелни приложения чрез използване на езици за програмиране от високо ниво

AMD даде старт на „Инициативата Болцман”, която цели да намали драстично бариерите за GPU-базирани изчислителни среди, използващи графика AMD FirePro. Новите средства са насочени към постигане на безпрецедентните 28 TERAFLOPS за по-малко от киловат електрическа мощност към 2016 г.

Болцман включва комплект от средства, предназначени да улеснят разработката на високопроизводителни и енерго-ефективни хетерогенни изчислителни системи. Инициативата се основава на способността на архитектурата HSA да впрегне мощността на централните процесори (CPU) и графичните процесори (GPU) AMD FirePro за максимална изчислителна ефективност чрез софтуера.

Първите резултати на инициативата ще бъдат представени през тази седмица по време на SC15 – международна конференция за високопроизводителни изчислителни среди, мрежи, сторидж и анализ, провеждана в Остин, Тексас.

AMD е подготвила компилатор за хетерогенни изчисления (HCC), Linux драйвер и HSA инфраструктура за клъстърен клас високопроизводителни изчислителни среди (HPC), както и инструмент „Интерфейс за хетерогенни изчислителни среди за портативност” (HIP) за портиране на CUDA-базирани приложения към общоприет модел за C++ програмиране.

Инструментите са проектирани за повишаване на производителността на приложенията в най-различни сегменти – от машинно обучение до молекулярна динамика и от нефтена и газова промишленост до визуални ефекти и компютърно-генерирани изображения.

„Способността да се взима код, написан за една архитектура, и да се прехвърля на друга архитектура без отрицателно влияние върху производителността, е нещо изключително мощно”, коментира Джим Белак, един от ръководителите на Центъра за екза-изчислителни среди за проектиране на екстремни материали към Министерството на енергетиката на САЩ.

В ИТ индустрията се счита, че основна движеща сила за комбинирането на многоядрени CPU с последователна обработка на инструкциите с GPU за паралелна обработка е Фондацията за Хетерогенна системна архитектура (HSA), в която AMD е член-учредител. Една от целите за HSA е улесняване на разработката на паралелни приложения чрез използване на езици за програмиране от високо ниво.

Новият комплект на AMD включва HCC компилатор за разработка на C++, с помощта на който се разширява областта от програмисти, които могат да се възползват от HSA. Компилаторът е ключово средство за разработчиците – чрез него те могат лесно и ефективно да използват хардуерните ресурси в хетерогенните системи.

За да допълни новите инструменти за компилация, AMD разработи HPC-фокусиран драйвер и системен „рънтайм” (runtime). Този нов Linux драйвер предлага ключови възможности за адресиране на основни нужди на HPC-средите, вкл. разпределение на изчислителните ресурси с ниска латентност и PCIe трансфер на данни, P2P поддръжка на GPU и отдалечен пряк достъп до паметта (RDMA) от InfiniBand , който позволява директна връзка към GPU паметта и поддръжка на заделянето на голям единичен обем памет.

За да позволи на приложения, написани за CUDA, да вървят на AMD платформи, компанията разработи нов HIP инструмент (Heterogeneous-compute Interface for Portability). Тестове на AMD показват, че в много случаи 90 и повече процента от програмите за CUDA могат автоматично да се конвертират в C++ чрез HIP, като останалите 10% се конвертират ръчно в широко-популярния език C++.

Това сериозно разширява инсталираната хардуерна база, достъпна да работи с досега изключително с CUDA-базираните приложения. По време на SC15, AMD демонстрира потенциала на HIP, като пуска бенчмарка Rodinia, генериран за CUDA, на AMD GPU.

Програма за лесен достъп до инструментите от „Инициативата Болцман” (Boltzmann Initiative) се планира за 1-во тримесечие на 2016 г., уточниха от компанията.