Отчёт о конференции GPU Technology Conference 2009, организованной компанией Nvidia


День второй



GTC 2009 — День первый

«Рабочее» время второго дня конференции GTC 2009 начиналось с интересного и насыщенного выступления Ханспетера Пфистера (Hanspeter Pfister), профессора Гарвардского университета. Но сначала, как всегда, вышел представитель Nvidia, в этот раз это был Дэвид Любке (David Luebke) из исследовательского отдела.

Дэвид вкратце представил Ханспетера, рассказал о том, чем он известен и чем занимается сейчас (volume рендеринг, трёхмерное телевидение, распознавание лиц и др.), и пригласил того на сцену.

Ханспетер рассказал слушателям о многих интересных исследованиях, в которых уже сейчас используются расчёты на графических процессорах. Их было настолько много, а рассказ довольно большим, поэтому я приведу лишь часть из наиболее интересных слайдов.

И это только малая часть из проводимых в мире исследований с применением GPU. Профессор начал с того, что в традиционных исследованиях основной упор не в вычислительные возможности, а в коммуникации. Ведь обычно суперкомпьютер установлен вдали от получаемых учёными данных. И отличным выходом из ситуации может быть установка производительной рабочей станции вблизи устройств, получающих данные.

Эта система может обрабатывать данные и пересылать их к суперкомпьютеру в сжатом и наиболее удобном виде. Ну а традиционные суперкомпьютеры в некоторых случаях могут быть заменены мощными системами на основе нескольких GPU (четыре двухчиповые видеокарты, например):

Далее речь пошла о некоторых интересных проблемах, которые решают исследователи. Например, каким образом происходит передача сигналов в человеческом мозге? Что происходило в начале жизни Вселенной? Ну и вопросы практического характера, вроде того, каким образом можно предсказать и избежать инфарктов миокарда?

Всеми этими вопросами и занимаются исследователи университета, и планируют использовать GPU в их решении. Я пропущу подробный рассказ о том, каким образом исследования проводятся, это можно увидеть в видео на сайте Nvidia. Смысл в том, что огромные объёмы данных (один кубический миллиметр мозга — это порядка полутора петабайт данных!) обрабатываются на GPU значительно быстрее, чем на CPU.

Как видите, по данным профессора, ускорение на GPU в задаче реконструкции мозга составляет около 23 раз. Пусть это не трёхзначная цифра, но тоже очень большая. В итоге, в обрабатывающей эти данные программе достигается интерактивная смена кадров, что сильно облегчает исследования учёных. Но использование графических процессоров на этом не заканчивается, ведь полученные данные нужно визуализировать.



Это предварительные визуализации, а в итоге получаются вот такие вот красивые картинки. Впрочем, красивые они для нас с вами, а для учёных — очень полезные.

Также было рассказано и о других задачах, об исследовании того, что происходило в начале жизни Вселенной, обработке данных с массивов антенн, необходимой в радиоастрономии. В этом случае ускорение составило порядка 18-кратного, по сравнению с системами на основе CPU:

Не только по производительности кластеры на GPU оказались лучше, но и по таким показателям как отношение производительности к цене и производительности к энергопотреблению. Пусть уже не в 18, а в 10-12 раз, но и такие достижения впечатляют.

Рассказ продолжился вопросами биохимии. Так, исследования воздействия лекарственных средств ускорилось в несколько раз, и учёные получили возможность исследования большего количества молекул разного размера.

Всё выступление пересказывать нет смысла, оно было длительным и обширным. Интересующимся лучше посмотреть видеозапись на сайте Nvidia. А я просто приведу ещё пару слайдов с цифрами производительности, и другими полученными результатами:



Во время конференции проходили и другие выступления, все залы The Fairmont всё время были заняты. К сожалению, посетить не то, чтобы их все, а даже только интересующие, не представлялось возможным физически. Но на некоторые я всё же попал и посмотрел-послушал умных людей, применяющих GPU в своей работе.

Например, выступление Стивена Паркера (Steven Parker), который рассказал кучу технических деталей про движок трассировки лучей в реальном времени Nvidia OptiX. Правда, выступление было предназначено, прежде всего, для 3D программистов, поэтому я в нём мало что понял, и отделаюсь мутной фотографией (так как условия съёмки сложные — темно и далеко) Стивена.

Или выступление ещё до начала основной конференции, где представитель Nvidia рассказывал об особенностях и возможностях DirectX 11 API. Оно тоже было предназначено для программистов и загружено технической информацией и исходным кодом так обильно, что я слушал внимательно, но недолго.

Но перейдём от презентаций к стендам и выставкам, которых на GTC было просто огромное количество. Число представленных здесь проектов, исследований и работ, в которых так или иначе применяются графические процессоры, реально удивляет.

Quadro, Tesla, Geforce — все они находят широкое применение в массе различных задач. А ведь сразу и не подумаешь, что вот та штука, которая помогает тебе комфортно играть, а некоторым служит игрушкой в оверклокерских забавах, способна делать много большее.

Конечно, даже на серьёзной выставке наибольшее внимание было приковано к наиболее зрелищным стендам. И такие здесь были. Это и различные технологии отображения настоящего объёмного отображения, в очках и без очков, а также проецирование видео с нескольких проекторов на один полукруглый экран.



Забавно, но наибольшее внимание привлекла не какая-то из технологий динамического стереоизображения, а интереснейшая разработка компании Zebra Imaging — объёмные статические изображения. Вы наверняка видели различные открытки с эффектом объёма и ранее, но эта технология ушла намного дальше.

Конечно, сложно показать на плоской картинке плоского монитора объём, но поверьте мне на слово — картинки смотрятся по-настоящему трёхмерными, и это — безо всяких очков! Когда меняется угол обзора, то и изображение изменяется соответственно. Как они это делают на столь тонких пластинках — непонятно, и кажется почти волшебством:

Были на выставке и более привычные стенды. С многочисленными серверами и рабочими станциями разнообразного вида. В качестве самых больших и обширных стендов можно указать выставки компаний PNY, Dell и Microway:





    

Заметил я на выставке и уже ранее нам известную компанию OptiTex, которая производит программное обеспечение для ведущих швейных компаний — систему автоматизированного проектирования одежды, созданную для профессионального проектирования одежды.

Уникальной возможностью этого ПО является возможность просмотра своей работы на виртуальной модели в реалистичном виде и реальном времени. Представленная на выставке система включала аж 8 (восемь!) видеокарт, которые совместно работали над очень качественной визуализацией модели одежды:

Были и другие интересные стенды. Разнообразные рабочие станции, серверные системы и другие необычные разработки, вроде технологии работы с удалёнными графическими системами. Удалёнными по-настоящему, на несколько сотен метров, а не на пару. А вскоре планируется поддержка удалённой графической системы и на расстоянии более километра.

Понятно, что такое решение нужно далеко не всем, но оно любопытно, по крайней мере. А вот из значительно более массового и зрелищного можно отметить компанию Softkinetic и их… э-э-э… игру? или систему? в общем, их продукт Silhouette.

В статике тоже не очень просто понять, о чём речь, но я попробую объяснить. Бельгийская компания Softkinetic делает программное обеспечение, которое распознаёт жесты и движения, захваченные специальной 3D видеокамерой. Обычно это делается для того, чтобы управлять действиями в играх. Чем-то их система похожа на Sony EyeToy и Nintendo Wii, но гораздо более продвинутая. Вроде Project Natal.

И Softkinetic хочет выпустить собственную игру Silhouette для того, чтобы простимулировать рынок и привести к себе крупных клиентов (ведь вряд ли с игры они получат много прибыли, но помочь большим компаниям продавать игровые системы, игры и вебкамеры вполне могут).

Это музыкальная игра, чем-то отдалённо похожая на популярную серию Dance Dance Revolution от Konami. Игроку в ней нужно принимать различные позы, чтобы его силуэт (отсюда и название игры) проходил через определённый узор на экране, который движется на него. Кажется, есть даже похожая телеигра, но в этом я не уверен, так как очень давно не смотрю телевизор.

Игра будет работать на настольных ПК с любой из выпущенных 3D камер таких производителей как Prime Sense, 3DV Systems (теперь Microsoft) и Canesta. Модели этих камер должны скоро выйти на рынок, но Softkinetic планирует запуск игры лишь во второй половине 2010. Возможно, это как-то связано с планами по выходу Project Natal от Microsoft.

Но вы спросите, как это всё относится к Nvidia? Всё очень просто — в такие игры значительно удобнее играть в стереоочках 3D Vision! Что и делали желающие опробовать игру и систему на своей шкуре. Причём, в стереоочках было действительно намного проще понять, чего от тебя хочет игра. Кстати, даже сам Дженсен попробовал в неё поиграть!

На этом описание второго, насыщенного событиями дня, подходит к концу. В качестве лирического отступления — пара фотографий с территории Стэнфордского университета, который мы с коллегой решили посетить в своё свободное время. Собственно, это связано с Nvidia и GTC хотя бы потому, что её глава Дженсен Хуанг является выпускником этого учебного заведения.

Основной транспорт в студенческом городке — велосипеды (очень разные, от одноколёсных и до карбоновых шоссейников), есть и бесплатные автобусы. На территории расположены библиотеки, учебные и жилые корпуса, кафе и т.п. В общем, студенческая атмосфера (по крайней мере — с первого взгляда) нам с коллегой настолько понравилась, что даже захотелось поучиться снова. Впрочем, всё не так просто, да и эта отдельная тема для отступления слишком широка.

Отмечу один весёлый момент — увидев на карте Стэнфорда озеро Lagunita, мы захотели посмотреть на него, отдохнуть на берегу и всё такое… Спросили про озеро у какого-то студента на велосипеде, он странно на нас посмотрел, но всё же указал направление на это «озеро». Почему я слово заключил в кавычки? Это можно понять по второй фотографии:

Особенно трогательно выглядят: одинокая лодка посредине сухого котлована, слова на табличке о виндсёрфинге (!) на свой страх и риск, а особенно — запрет «Не нырять». Оказалось, что это искусственное озеро, которое в последние годы бывает наполнено водой разве что весной…

И на этой весёлой ноте мы возвращаемся к GPU Technology Conference. Впереди был третий, и последний день конференции.



GTC 2009 — День третий





Дополнительно

Отчёт о конференции GPU Technology Conference 2009, организованной компанией Nvidia

Отчёт о конференции GPU Technology Conference 2009, организованной компанией Nvidia

День второй



GTC 2009 — День первый

«Рабочее» время второго дня конференции GTC 2009 начиналось с интересного и насыщенного выступления Ханспетера Пфистера (Hanspeter Pfister), профессора Гарвардского университета. Но сначала, как всегда, вышел представитель Nvidia, в этот раз это был Дэвид Любке (David Luebke) из исследовательского отдела.

Дэвид вкратце представил Ханспетера, рассказал о том, чем он известен и чем занимается сейчас (volume рендеринг, трёхмерное телевидение, распознавание лиц и др.), и пригласил того на сцену.

Ханспетер рассказал слушателям о многих интересных исследованиях, в которых уже сейчас используются расчёты на графических процессорах. Их было настолько много, а рассказ довольно большим, поэтому я приведу лишь часть из наиболее интересных слайдов.

И это только малая часть из проводимых в мире исследований с применением GPU. Профессор начал с того, что в традиционных исследованиях основной упор не в вычислительные возможности, а в коммуникации. Ведь обычно суперкомпьютер установлен вдали от получаемых учёными данных. И отличным выходом из ситуации может быть установка производительной рабочей станции вблизи устройств, получающих данные.

Эта система может обрабатывать данные и пересылать их к суперкомпьютеру в сжатом и наиболее удобном виде. Ну а традиционные суперкомпьютеры в некоторых случаях могут быть заменены мощными системами на основе нескольких GPU (четыре двухчиповые видеокарты, например):

Далее речь пошла о некоторых интересных проблемах, которые решают исследователи. Например, каким образом происходит передача сигналов в человеческом мозге? Что происходило в начале жизни Вселенной? Ну и вопросы практического характера, вроде того, каким образом можно предсказать и избежать инфарктов миокарда?

Всеми этими вопросами и занимаются исследователи университета, и планируют использовать GPU в их решении. Я пропущу подробный рассказ о том, каким образом исследования проводятся, это можно увидеть в видео на сайте Nvidia. Смысл в том, что огромные объёмы данных (один кубический миллиметр мозга — это порядка полутора петабайт данных!) обрабатываются на GPU значительно быстрее, чем на CPU.

Как видите, по данным профессора, ускорение на GPU в задаче реконструкции мозга составляет около 23 раз. Пусть это не трёхзначная цифра, но тоже очень большая. В итоге, в обрабатывающей эти данные программе достигается интерактивная смена кадров, что сильно облегчает исследования учёных. Но использование графических процессоров на этом не заканчивается, ведь полученные данные нужно визуализировать.



Это предварительные визуализации, а в итоге получаются вот такие вот красивые картинки. Впрочем, красивые они для нас с вами, а для учёных — очень полезные.

Также было рассказано и о других задачах, об исследовании того, что происходило в начале жизни Вселенной, обработке данных с массивов антенн, необходимой в радиоастрономии. В этом случае ускорение составило порядка 18-кратного, по сравнению с системами на основе CPU:

Не только по производительности кластеры на GPU оказались лучше, но и по таким показателям как отношение производительности к цене и производительности к энергопотреблению. Пусть уже не в 18, а в 10-12 раз, но и такие достижения впечатляют.

Рассказ продолжился вопросами биохимии. Так, исследования воздействия лекарственных средств ускорилось в несколько раз, и учёные получили возможность исследования большего количества молекул разного размера.

Всё выступление пересказывать нет смысла, оно было длительным и обширным. Интересующимся лучше посмотреть видеозапись на сайте Nvidia. А я просто приведу ещё пару слайдов с цифрами производительности, и другими полученными результатами:



Во время конференции проходили и другие выступления, все залы The Fairmont всё время были заняты. К сожалению, посетить не то, чтобы их все, а даже только интересующие, не представлялось возможным физически. Но на некоторые я всё же попал и посмотрел-послушал умных людей, применяющих GPU в своей работе.

Например, выступление Стивена Паркера (Steven Parker), который рассказал кучу технических деталей про движок трассировки лучей в реальном времени Nvidia OptiX. Правда, выступление было предназначено, прежде всего, для 3D программистов, поэтому я в нём мало что понял, и отделаюсь мутной фотографией (так как условия съёмки сложные — темно и далеко) Стивена.

Или выступление ещё до начала основной конференции, где представитель Nvidia рассказывал об особенностях и возможностях DirectX 11 API. Оно тоже было предназначено для программистов и загружено технической информацией и исходным кодом так обильно, что я слушал внимательно, но недолго.

Но перейдём от презентаций к стендам и выставкам, которых на GTC было просто огромное количество. Число представленных здесь проектов, исследований и работ, в которых так или иначе применяются графические процессоры, реально удивляет.

Quadro, Tesla, Geforce — все они находят широкое применение в массе различных задач. А ведь сразу и не подумаешь, что вот та штука, которая помогает тебе комфортно играть, а некоторым служит игрушкой в оверклокерских забавах, способна делать много большее.

Конечно, даже на серьёзной выставке наибольшее внимание было приковано к наиболее зрелищным стендам. И такие здесь были. Это и различные технологии отображения настоящего объёмного отображения, в очках и без очков, а также проецирование видео с нескольких проекторов на один полукруглый экран.



Забавно, но наибольшее внимание привлекла не какая-то из технологий динамического стереоизображения, а интереснейшая разработка компании Zebra Imaging — объёмные статические изображения. Вы наверняка видели различные открытки с эффектом объёма и ранее, но эта технология ушла намного дальше.

Конечно, сложно показать на плоской картинке плоского монитора объём, но поверьте мне на слово — картинки смотрятся по-настоящему трёхмерными, и это — безо всяких очков! Когда меняется угол обзора, то и изображение изменяется соответственно. Как они это делают на столь тонких пластинках — непонятно, и кажется почти волшебством:

Были на выставке и более привычные стенды. С многочисленными серверами и рабочими станциями разнообразного вида. В качестве самых больших и обширных стендов можно указать выставки компаний PNY, Dell и Microway:





    

Заметил я на выставке и уже ранее нам известную компанию OptiTex, которая производит программное обеспечение для ведущих швейных компаний — систему автоматизированного проектирования одежды, созданную для профессионального проектирования одежды.

Уникальной возможностью этого ПО является возможность просмотра своей работы на виртуальной модели в реалистичном виде и реальном времени. Представленная на выставке система включала аж 8 (восемь!) видеокарт, которые совместно работали над очень качественной визуализацией модели одежды:

Были и другие интересные стенды. Разнообразные рабочие станции, серверные системы и другие необычные разработки, вроде технологии работы с удалёнными графическими системами. Удалёнными по-настоящему, на несколько сотен метров, а не на пару. А вскоре планируется поддержка удалённой графической системы и на расстоянии более километра.

Понятно, что такое решение нужно далеко не всем, но оно любопытно, по крайней мере. А вот из значительно более массового и зрелищного можно отметить компанию Softkinetic и их… э-э-э… игру? или систему? в общем, их продукт Silhouette.

В статике тоже не очень просто понять, о чём речь, но я попробую объяснить. Бельгийская компания Softkinetic делает программное обеспечение, которое распознаёт жесты и движения, захваченные специальной 3D видеокамерой. Обычно это делается для того, чтобы управлять действиями в играх. Чем-то их система похожа на Sony EyeToy и Nintendo Wii, но гораздо более продвинутая. Вроде Project Natal.

И Softkinetic хочет выпустить собственную игру Silhouette для того, чтобы простимулировать рынок и привести к себе крупных клиентов (ведь вряд ли с игры они получат много прибыли, но помочь большим компаниям продавать игровые системы, игры и вебкамеры вполне могут).

Это музыкальная игра, чем-то отдалённо похожая на популярную серию Dance Dance Revolution от Konami. Игроку в ней нужно принимать различные позы, чтобы его силуэт (отсюда и название игры) проходил через определённый узор на экране, который движется на него. Кажется, есть даже похожая телеигра, но в этом я не уверен, так как очень давно не смотрю телевизор.

Игра будет работать на настольных ПК с любой из выпущенных 3D камер таких производителей как Prime Sense, 3DV Systems (теперь Microsoft) и Canesta. Модели этих камер должны скоро выйти на рынок, но Softkinetic планирует запуск игры лишь во второй половине 2010. Возможно, это как-то связано с планами по выходу Project Natal от Microsoft.

Но вы спросите, как это всё относится к Nvidia? Всё очень просто — в такие игры значительно удобнее играть в стереоочках 3D Vision! Что и делали желающие опробовать игру и систему на своей шкуре. Причём, в стереоочках было действительно намного проще понять, чего от тебя хочет игра. Кстати, даже сам Дженсен попробовал в неё поиграть!

На этом описание второго, насыщенного событиями дня, подходит к концу. В качестве лирического отступления — пара фотографий с территории Стэнфордского университета, который мы с коллегой решили посетить в своё свободное время. Собственно, это связано с Nvidia и GTC хотя бы потому, что её глава Дженсен Хуанг является выпускником этого учебного заведения.

Основной транспорт в студенческом городке — велосипеды (очень разные, от одноколёсных и до карбоновых шоссейников), есть и бесплатные автобусы. На территории расположены библиотеки, учебные и жилые корпуса, кафе и т.п. В общем, студенческая атмосфера (по крайней мере — с первого взгляда) нам с коллегой настолько понравилась, что даже захотелось поучиться снова. Впрочем, всё не так просто, да и эта отдельная тема для отступления слишком широка.

Отмечу один весёлый момент — увидев на карте Стэнфорда озеро Lagunita, мы захотели посмотреть на него, отдохнуть на берегу и всё такое… Спросили про озеро у какого-то студента на велосипеде, он странно на нас посмотрел, но всё же указал направление на это «озеро». Почему я слово заключил в кавычки? Это можно понять по второй фотографии:

Особенно трогательно выглядят: одинокая лодка посредине сухого котлована, слова на табличке о виндсёрфинге (!) на свой страх и риск, а особенно — запрет «Не нырять». Оказалось, что это искусственное озеро, которое в последние годы бывает наполнено водой разве что весной…

И на этой весёлой ноте мы возвращаемся к GPU Technology Conference. Впереди был третий, и последний день конференции.



GTC 2009 — День третий