SUPERCOMPUTERE- DE LA JOCURI LA CERCETARE

Supercalculatoarele au în același timp un scop bine definit: sunt mijloace pe care oamenii de știință le folosesc în diverse domenii ale cercetării, precum analiza genomului uman sau a evoluției bolilor incurabile, studiul teoriei Big-Bang, studii de biofizică, energie nucleară, ale cosmosului și multe altele.

Însă puțini știu probabil că supercomputerele momentului nu ar fi ajuns atât de performante fără aportul produselor destinate consumatorului de rând, cele pe care le găsim în laptopurile sau PC-urile personale.

IN CADRUL UNUI MIC INTERVIU REALIZAT CU CEVA TIMP ÎN URMĂ am discutat cu o seamă de reprezentanți ai Nvidia, printre care și Luciano Alibrandi, director of public relations EMEAI, depre Titan, actualmente cel mai puternic supercomputer din lume. Am aflat mai multe despre acesta, dar și despre cum au ajuns supercomputerele în punctul în care sunt astăzi și despre direcțiile în care vor merge în viitor.

Dacă am fi vorbit de supercomputere acum 3-4 ani, am fi observat că arhitectura lor hardware se baza exclusiv pe procesoare (CPU – central processing unit). În prezent însă lucrurile stau puțin altfel, supercomputerele folosind combinații de CPU și unități de procesare grafică, așa numitele GPU. Aceasta deoarece majoritatea aplicațiilor rulate pe un supercalculator au la bază simularea grafică, ce necesită realizarea unui număr extrem de mare de acțiuni în paralel.

Tocmai de aceea, supercalculatoarele precum Titan, dar și altele, lansate în ultimii ani, folosesc o astfel de arhitectură mixtă, în care CPU-urile sunt folosite pentru controlul și organizarea sarcinilor, însă mare parte din procesarea pură are loc la nivelul procesoarelor grafice. Iar sporul de performanță oferit de această nouă abordare este imens.

Desigur, supercomputerele actuale nu se bazează exclusiv pe acceleratoare Nvidia, existând și o serie de modele ce folosesc GPU-uri dezvoltate de cei de la AMD.

TRANZIȚIA ÎNTRE CELE DOUĂ ABORDĂRI NU A FOST ÎNSĂ DELOC SIMPLĂ, deoarece a necesitat și transformarea programelor concepute pentru execuția secvențială, serială la nivel de CPU, în programe executate în paralel. Cei de la Nvidia au încercat să vină în ajutorul programatorilor, obligați să își schimbe fundamental modul în care concepeau programele, dezvoltând limbajul CUDA, destinat tocmai programării acceleratoarelor grafice. În plus, au învestit foarte mult în educație la nivel mondial, creând așa-numitele CUDA Research Centers, menite să sprijine atât programatorii, cât și cercetătorii.

În România nu există momentan un astfel de centru, cele mai apropiate fiind în Polonia și în spațiul fostei Iugoslavii, însă știm că în cadrul anumitor universități din țară studenții învață CUDA.
Cert este că programarea paralelă pare a fi un domeniu de viitor, un domeniu în care există încă o mare cerere de specialiști la nivel internațional.

Citiți mai multe articole ale lui Andrei Mihai Gîrbea pe http://www.andreigirbea.com/