Компьютерные игры уже давно стали двигателем прогресса массовой вычислительной техники. Для плавности движений на экране изображение нужно перерисовывать раз пятьдесят в секунду.

Центральному процессору это просто не под силу — он выполняет всего несколько миллиардов операций в секунду, а для быстрой и реалистичной графики с тенями, бликами и рефлексами нужно в десятки раз больше. Без мощного графического процессора не заработает ни одна современная компьютерная игра. По ряду характеристик эти процессоры не уступают настоящим суперкомпьютерам.

Неудивительно, что разработчики столь мощных вычислительных устройств захотели использовать их ресурсы в мирных целях. К примеру, компания NVidia недавно представила устройство NVidia Tesla C870. По сути, это обычный видеоадаптер, только без разъема для монитора и используемый немного не по назначению. С помощью такого “видеоадаптера” можно превратить обычную персоналку в небольшой суперкомпьютер с номинальной производительностью полтриллиона операций в секунду — почти в сто раз больше, чем у современного Пентиума.

Чудес, впрочем, не бывает, и во столько же раз ускорить работу компьютера он не сможет. Дело в том, что процессор Tesla — векторный: он содержит 128 одинаковых ядер, которые все разом выполняют одну и ту же команду над целым массивом данных. Это эффективно только на специальных задачах вроде обработки растровых картинок, состоящих из огромного числа однотипных пикселей. На обычных последовательных вычислениях он в несколько раз уступит Пентиуму. Но параллельные вычисления применяются во многих специальных задачах: в компьютерной томографии, моделировании биомолекул, расчете аэродинамики автомобилей, даже для управления движением товаров на крупных складах и оптимизации инвестиционных портфелей.

Большинству российских организаций настоящие суперкомпьютеры пока не по карману. Там, где потребность особенно велика, строят самодельные кластеры, заставляя обычные офисные компьютеры работать над задачей совместно. Но теперь пару десятков машин может заменить всего одна суперкомпьютерная плата. А если ее мощности мало, есть настольная версия Tesla D870 с двумя графическими процессорами и производительностью триллион операций в секунду.

Аналогичное устройство некоторое время назад анонсировала фирма AMD, купившая компанию ATI, главного конкурента NVidia. Однако впечатляющие анонсы не в полной мере отражают реальное состояние дел, так считает Андрей Слепухин, руководитель Центра кластерных технологий “Т-Платформы”. Точность (разрядность) вычислений в графических процессорах вдвое ниже, чем обычно требуется для научных расчетов, объем быстродействующей памяти ограничен и нет средств коррекции ошибок. И все же для некоторых задач графический процессор может обеспечить значительный выигрыш, позволяя решать на настольном компьютере задачи, обычно требующие дорогих кластерных систем. “Тем временем крупнейшие компании уже работают над созданием новых процессоров на базе этих технологий, которые будут лишены перечисленных недостатков. Их появление на рынке может вызвать технологическую революцию в области высокопроизводительных вычислений”, — прогнозирует Слепухин.

Остается сказать спасибо геймерам. Ведь мощнейшие графические процессоры, без которых невозможно было бы появление персонального суперкомпьютера, были созданы, чтобы рисовать для них красочные пейзажи несуществующих земель.

Александр Сергеев

Для Пятницы

№ 26 (63) 13 июля 2007

"Ведомости.Пятница"