Belgijscy naukowcy stworzyli biurkowy superkomputer
Naukowcy z Belgii skonstruowali biurkowy superkomputer wykonujący obliczenia z prędkością odpowiadającą sumarycznej mocy kilkuset zwykłych komputerów. Zespół z Uniwersytetu w Antwerpii dokonał przełomu wykorzystując sprzęt przeznaczony do gier. Projekt belgijskich naukowców poświęcony jest opracowaniu nowych komputerowych metod obliczeniowych do zastosowania w badaniu medycznym zwanym tomografią. W tomografii generowany jest trójwymiarowy obraz organów wewnętrznych badanego, powstały z połączenia wielu, wykonanych pod różnym kątem zdjęć rentgenowskich. Ponieważ obraz taki jest często bardzo duży, jego szczegółowa rekonstrukcja przy pomocy zwykłego komputera może trwać kilka tygodni. Jedno z rozwiązań tego problemu polega na zastosowaniu klastra komputerowego tworzonego przez zespół połączonych równolegle komputerów. Rozwiązanie to ma również szereg wad - jest kosztowne, klaster nie zawsze jest dostępny, zajmuje dużo miejsca i ma duże wymagania w zakresie obsługi. Chcąc zwiększyć moc obliczeniową przy jednoczesnym utrzymaniu niskich kosztów, belgijscy naukowcy sięgnęli po podzespoły przeznaczone do gier komputerowych. Odkryli, że karty graficzne 3D, zaprojektowane do obsługi trójwymiarowej grafiki gier komputerowych, znakomicie nadają się do przetwarzania danych tomograficznych. Każdy procesor karty graficznej (GPU) składa się ze 128 subprocesorów, które są w stanie pracować równolegle. Odpowiednio zaprogramowana jednostka GPU może wykonywać wiele obliczeń jednocześnie. Okazuje się, że w przypadku obliczeń na potrzeby tomografii jedna karta graficzna może być 40-krotnie szybsza od zwykłego komputera. Ponieważ naukowcy z Antwerpii chcieli uzyskać jeszcze większą moc obliczeniową, zbudowali biurkowy superkomputer FASTRA. Superkomputer wyposażony jest w cztery karty graficzne z podwójnym GPU. Dzięki ośmiu pracującym równolegle procesorom graficznym FASTRA uzyskuje moc obliczeniową 350 zwykłych komputerów. W praktyce oznacza to, że czas rekonstrukcji obrazu tomograficznego zostaje skrócony z kilku tygodni do kilku godzin. Oprócz posiadania większej mocy obliczeniowej w porównaniu z innymi rozwiązaniami, komputer FASTRA jest bardziej ekologiczny niż klaster, ponieważ pobiera mniej niż 1.500 W mocy. Jest też znacznie tańszy. "O ile nam wiadomo, jest to pierwszy na świecie zwykły komputer klasy PC wyposażony w osiem GPU" - mówi dr Joost Batenburg z Uniwersytetu w Antwerpii w filmie na stronie internetowej projektu. "A co najlepsze, ponieważ zbudowany jest z podzespołów klasy konsumenckiej, kosztuje mniej niż 4 tys. euro, przez co jest przystępny cenowo dla każdego naukowca". Naukowcy wykorzystują komputer do wielu różnych zastosowań medycznych i przemysłowych. W dziedzinie medycyny ściśle współpracują z naukowcami badającymi choroby układu kostnego, takie jak osteoporoza. Uzyskane przy pomocy tomografii informacje wykorzystuje się do opracowania nowych leków przeciw takim chorobom, a dzięki FASTRA wyniki tomograficznego badania kości szybciej udostępniane są naukowcom. Oprócz tego, komputer FASTRA wykorzystywany jest w handlu diamentami w Antwerpii. Szlifowanie diamentów jest delikatnym zadaniem, wymagającym szczegółowej wiedzy na temat kształtu diamentu. W jednym przypadku diament okazał się za duży dla skanera, a uzyskane zdjęcia rentgenowskie nie były w stanie objąć całego kryształu. Wykorzystując wcześniejszą wiedzę zespół projektu FASTRA zrekonstruował dokładnie cały diament w ciągu kilku godzin. Dr Batenburg patrzy na perspektywy FASTRA z entuzjazmem: "Jeżeli chodzi o tomografię, uważamy, że konstruując FASTRA stworzyliśmy komputer osobisty o największej na świecie mocy do takich obliczeń".
Kraje
Belgia