NVIDIA Fermi и NVIDIA Nexus – будущее графических вычислений

Компания NVIDIA представила архитектуру CUDA нового поколения под кодовым названием "Fermi". Созданная с нуля архитектура Fermi служит основой для первых в мире графических процессоров (GPU), предназначенных в первую очередь для вычислений. Национальная Лаборатория Окриджа (ORNL) уже объявила о планах по созданию нового суперкомпьютера на базе новой архитектуры. Суперкомпьютер будет предназначен для исследований в таких областях, как энергетика и изменение климата.

Архитектура Fermi позволяет повысить производительность в самом широком спектре вычислительных приложений. Кроме того, она обеспечивает восьмикратное повышение производительности арифметических вычислений двойной точности по сравнению с предыдущим поколением графических процессоров NVIDIA. Двойная точность крайне важна для высокопроизводительных вычислений, например, в линейной алгебре, численном моделировании и квантовой химии.

Будучи основой семейства графических процессоров нового поколения NVIDIA GeForce, Quadro и Tesla, архитектура Fermi включает целый набор новых технологий, необходимых для создания вычислительной среды:

• C++, в дополнение к поддержке C, Fortran, Java, Python, OpenCL и DirectCompute;
• ECC, важный компонент для ЦОД, широко использующих GPU;
• 512 ядер CUDA с новым стандартом IEEE 754-2008;
• NVIDIA Parallel DataCache — первая в мире иерархия кэшей в GPU, которая ускоряет такие алгоритмы, как физический решатель, трассировка лучей и умножение разреженных матриц, где адреса данных заранее неизвестны;
• движок NVIDIA GigaThread с поддержкой одновременного исполнения ядер, когда различные ядра одного и того же приложения могут могут исполняться на GPU одновременно;
• Nexus — первая в мире полностью интегрированная вычислительная среда разработки приложений в Microsoft Visual Studio.

NVIDIA Nexus радикально повышает продуктивность работы с GPU-вычислениями благодаря использованию популярных инструментов на базе Microsoft Visual Studio. Этому также способствует рабочий процесс в "прозрачном" режиме, без необходимости создавать отдельную версию приложения с включением в него диагностических программных вызовов.

Новая технология обеспечивает возможность запуска кода удаленно, на другом компьютере. Nexus включает передовые инструменты для одновременного анализа эффективности, производительности и скорости как графического, так и центрального процессоров, чтобы разработчики могли тут же оценить, как совместная обработка влияет на приложения.

Nexus состоит их трех компонентов:

• Nexus Debugger — отладчик для исходного кода GPU, такого как CUDA C, HLSL и DirectCompute. Он поддерживает контрольные точки исходного кода, контрольные точки данных и прямую проверку памяти GPU. Отладка полностью проводится на аппаратном уровне.
• Nexus Analyzer — инструмент настройки производительности системы для просмотра событий GPU (ядра, API вызовы, передача данных в память) и событий CPU (определение ядра, потоки, процессы и ожидания) — все на одной, соотнесенной временной шкале.
• Nexus Graphics Inspector — инструмент, который предоставляет разработчикам возможность исправлять и профилировать кадры, отрисованные с помощью API, таких как Direct3D. Разработчики могут применять Graphics Inspector для просмотра вызовов, текстур, буферов вершин и состояния API во всем кадре.

Технология NVIDIA Nexus поддерживает операционные системы Windows 7 и Windows Vista и обеспечивает полную интеграцию с Visual Studio (2008 SP1 стандартной версии и более поздние версии). Бета-версия новой технологи будет доступна 15 октября. После выпуска NVIDIA Nexus будут доступны две версии – стандартная и профессиональная.