Графические процессоры считают лучше центральных

Графические процессоры видеокарт куда лучше, чем центральные процессоры ПК, справляются с решением сложных вычислительных задач. Неожиданное открытие позволит не только существенно повысить возможности современных вычислительных систем, но и значительно упростить визуализацию полученных в ходе таких вычислений результатов.

Непрерывное совершенствование возможностей видеокарт и графических процессоров, стимулируемое потребностью любителей компьютерных игр во все новых и новых "продвинутых" моделях, привел к логическому результату - выяснилось, что современные графические процессоры сложные математические задачи решают на порядок быстрее центральных. Американские ученые уже разарботали специальный алгоритмический язык, позволяющий в полной мере использовать этот неожиданно обнаруженный в ПК вычислительный ресурс.

Язык программирования Scout, разработанный в Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL), позволяет ученым осуществлять особо сложные вычисления не с помощью центрального процессора, как обычно, а процессора видеокарты. Уже сейчас задачи определенных классов графический процессор видеокарты решает в 12 раз быстрее, чем центральный процессор.

«Эти чипы обычно находятся в режиме ожидания в то время, когда работают ученые, - говорит сотрудник LANL Патрик Мак-Кормик (Patrick McCormick). – Они обладают такой же вычислительной мощью, просто она не используется».

Г-н Мак-Кормик полагает, что научные работники благодаря языку Scout смогут эффективнее моделировать разнообразные феномены – такие, как океанические течения или процессы образования галактик. Помимо этого, осуществление вычислительных процедур с помощью графического процессора видеокарты упрощает отображение результатов.

Разработчики испытали возможности языка Scout на реальной задаче – моделировании процесса коллапса сверхновой. Оказалось, что эта задача графическим процессором решается в 12 раз быстрее, чем одиночным ЦПУ. По словам г-на Мак-Кормика, это в первую очередь объясняется тем, что задача такого рода особенно хорошо соответствует возможностям графических процессоров.

Как сообщает New Scientist , ученые смоделировали распространение ударных волн после коллапса ядра звезды-супергиганта. Такой коллапс развивается после образования вследствие реакций синтеза гравитационно нестабильного железного ядра звезды.

Развитие идеологии вычислений с помощью графических процессоров продолжается. В настоящее время г-н Мак-Кормик разрабатывает версию языка Scout, которая позволит задействовать для вычислений графические процессоры нескольких связанных друг с другом компьютеров.

Специалист по компьютерному моделированию из Калифорнийского технологического института Питер Шредер (Peter Schroder) полагает, что графические процессоры обладают огромными возможностями для проведения научных исследований – в особенности для решения задач, требующих «значительных объемов операций с плавающей запятой в сочетании с минимальными потребностями в коммуникации». Иными словами, интенсивных математических вычислений, которые могут быть легко разбиты на отдельные "порции". Этому способствует наличие в графических процессорах большого количества отдельных вычислительных ядер, с помощью которых и выполняются сами вычисления.

Есть и скептики. Они указывают на то, что конструкция графических чипов делает их менее эффективными, чем центральные процессоры, в решении менее специализированных задач. «В выполнении научных вычислений общего характера графические процессоры еще себя не показали», - говорит Джек Донгарра (Jack Dongarra), эксперт по суперкомпьютерам из университета штата Теннеси.