NVIDIA estabelece novo padrão para computação de alta performance e lança GPUs Tesla com arquitetura Kepler

A nova arquitetura triplica a eficiência no uso de energia e facilita a programação de sistemas de computação acelerados por GPU.

A NVIDIA apresenta sua nova família de GPUs Tesla® baseadas na revolucionária arquitetura de computação de GPU NVIDIA® Kepler™, que torna a computação acelerada por GPU mais fácil e acessível a uma variedade de aplicações técnicas e científicas de computação de alta performance (HPC, na sigla em inglês).

As novas GPUs Tesla K10 e K20 da NVIDIA são aceleradores de computação desenvolvidos para tratar dos problemas de HPC mais complexos do mundo. Projetada com um foco intenso em alto desempenho e eficiência extrema no uso de energia, a Kepler é três vezes mais eficiente que sua predecessora, a arquitetura NVIDIA Fermi™, que, por sua vez, estabeleceu um novo padrão para a computação paralela quando foi introduzida dois anos atrás.

“A Fermi foi um grande passo à frente para a computação”, afirma Bill Dally, cientista-chefe e vice-presidente sênior de pesquisa na NVIDIA. “Ela colocou a computação acelerada por GPU na camada mais elevada de computação de alta performance e atraiu centenas de milhares de desenvolvedores para a plataforma de computação de GPU. A Kepler será igualmente inovadora, posicionando fortemente as GPUs na computação técnica, devido à sua facilidade de uso, ampla aplicação e eficiência”.

A NVIDIA desenvolveu um conjunto de tecnologias arquitetônicas inovadoras que caracterizam as GPUs Kepler como de alta performance e que fazem uso eficiente de energia, além de mais aplicáveis a uma variedade maior de desenvolvedores e aplicações. Entre as principais inovações estão: .Multiprocessador de streaming (fluxo) SMX – O elemento básico de todas as GPUs, o multiprocessador de streaming SMX foi totalmente reprojetado para alta performance e eficiência no uso de energia. Ele fornece até três vezes mais performance por watt do que o multiprocessador de streaming Fermi, possibilitando a criação de um supercomputador que entrega um petaflop de performance de computação em apenas 10 racks de servidor. A eficiência no uso de energia do SMX foi atingida com o aumento do número de núcleos da arquitetura CUDA® em quatro vezes e, ao mesmo tempo, com a redução da velocidade de clock de cada núcleo, fazendo o chaveamento elétrico de partes da GPU quando ela está ociosa e maximizando a área da GPU dedicada aos núcleos de processamento paralelo, em vez da lógica de controle.

. Paralelismo dinâmico – Esse recurso permite que segmentos de processamento da GPU gerem dinamicamente novos segmentos, possibilitando que a GPU se adapte de modo dinâmico aos dados. Ele simplifica significativamente a programação paralela, possibilitando a aceleração da GPU a partir de um conjunto mais amplo de algoritmos populares, como refinamento de malha adaptativa, métodos multipolares rápidos e métodos multigrid.

.Hyper-Q – Permite que vários núcleos da CPU usem simultaneamente núcleos da arquitetura CUDA em uma única GPU Kepler. Isso aumenta drasticamente a utilização da GPU, diminuindo os períodos ociosos da CPU e promovendo avanços na capacidade de programação. O Hyper-Q é ideal para aplicações de cluster que usam MPI.

“Desenvolvemos a Kepler pensando em três coisas: performance, eficiência e acessibilidade”, afirmou Jonah Alben, vice-presidente sênior de Engenharia de GPUs e principal arquiteto da Kepler na NVIDIA. “Ela representa um marco importante na computação acelerada por GPU e deve promover a próxima onda de inovações na pesquisa computacional”.

GPUs Tesla K10 e K20 da NVIDIA -A GPU Tesla K10 da NVIDIA fornece a maior taxa de processamento do mundo para aplicações de processamento sísmico, de sinal e de imagem. Otimizada para clientes do setor de exploração de petróleo e gás e do setor de defesa, uma única placa aceleradora Tesla K10 apresenta duas GPUs GK104 Kepler que fornecem uma performance agregada de 4,58 teraflops de ponto flutuante de precisão simples máximo e largura de banda de memória de 320 GB por segundo.

A GPU Tesla K20 da NVIDIA é o novo carro-chefe da família de produtos GPU Tesla, desenvolvida para os ambientes HPC que mais exigem poder de computação. A Tesla K20, que gera a expectativa de ser a GPU com maior performance e eficiência energética do mundo, deve estar disponível no quarto trimestre de 2012.

A Tesla K20 tem como base a GPU GK110 Kepler. Essa GPU fornece três vezes mais precisão dupla, em comparação com os produtos Tesla baseados na arquitetura Fermi, e é compatível com recursos de paralelismo dinâmico e Hyper-Q. Espera-se que a GPU GK110 seja incorporada ao novo supercomputador Titan do Oak Ridge National Laboratory no Estado do Tennessee/ EUA, e no sistema Blue Waters do NCSA, National Center for Supercomputing Applications, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign.

“Nos últimos dois anos, desde que a Fermi foi lançada, a computação híbrida se tornou um modo amplamente adotado para se atingir uma performance superior em várias aplicações HPC cruciais”, diz Earl C. Joseph, vice-presidente de programas de computação de alta performance da IDC. “Nos próximos dois anos, esperamos que as GPUs sejam cada vez mais usadas para fornecer maior performance em várias aplicações”.

Prévia da plataforma de programação paralela CUDA 5-Além da arquitetura Kepler, a NVIDIA lançou uma prévia da plataforma de programação paralela CUDA 5. Disponível para mais de 20 mil membros do Programa de Desenvolvedores Registrados de Computação de GPU da NVIDIA, a plataforma permitirá que os desenvolvedores comecem a explorar modos de se beneficiar das novas GPUs Kepler, incluindo o paralelismo dinâmico.

Espera-se que o modelo de programação paralela CUDA 5 seja amplamente disponibilizado no terceiro trimestre de 2012. Os desenvolvedores podem obter acesso à versão prévia inscrevendo-se no programa de Desenvolvedores Registrados de Computação de GPU no site NVIDIA CUDA.

As GPUs Tesla da NVIDIA são aceleradores baseados na plataforma de computação paralela CUDA da NVIDIA. As GPUs Tesla são desenvolvidas desde o início com foco em eficiência no uso de energia, computação de alta performance, ciência computacional e supercomputação, fornecendo aceleração drasticamente superior para diversas aplicações científicas e comerciais, em comparação com uma abordagem somente de CPU. Hoje, as GPUs Tesla estão em três dos cinco principais supercomputadores do mundo.

As GPUs Tesla K10 e K20 foram apresentadas durante a GTC (GPU Technology Conference), como parte de uma série de anúncios da NVIDIA, que podem ser acessados pela sala de imprensa online da GTC.