Hlavní stránka Hardware Grafické karty Nová generace nVidia Quadro s technologií Fermi
Nová generace nVidia Quadro s technologií Fermi
autor: Jan Buriánek , publikováno 12.8.2010
Nová generace nVidia Quadro s technologií Fermi

Na začátku akcelerované grafiky byl pevně zakotvený algoritmus stínování ploch, v roce 2000 spatřila světlo světa nová generace karet využívající obecné stínovací algoritmy, nyní v roce 2010 vstupujeme do nové epochy tzv. výpočetní počítačové grafiky. Co že to v praxi znamená nejen pro herní, ale zejména filmový a designérský průmysl?


Ještě nedávno jsme byli zvyklí, že grafická karta je pouhým grafickým koprocesorem, který se vší silou snaží o co nejlepší zobrazení 3D scén v reálném čase. První akcelerátory náleží první epoše počítačové grafiky využívaly tzv. fixní akceleraci (fixed pipeline). Od roku 2000 lze však programovat elementy stínovacích algoritmů dynamicky pomocí tzv. GPU shaderů, které tvoří malé programy nazvané fragment shaders. Obecné grafické GPU akcelerátory zaměřené na stínování náleží druhé grafické epoše. Využití GPU pro obecné výpočty se počítačová grafika mění ze „zobrazovací“ na tzv. „výpočetní grafiku“ a grafika tak vstoupila do další, tentokrát už třetí epochy.

Nová generace nVidia Quadro s technologií Fermi

Příchodem obecných GPU akcelerátorů, které obsahují nevídaně rychlé sběrnice a několik set paralelních stream-procesorů však došlo ke zlomu. Ihned se objevilo nemalé množství vědců, kteří se rozhodli využít tento masivní výkon několika GFLOPS k jiným než grafickým výpočtům. Zpočátku se zdálo, že je to jen aktivita pár pošetilých programátorů, ale poté co bylo vytvořeno celé sdružení GPGPU (General Purpose GPU computing) a komunita programátorů píšící pro GPU začala neutěšeně růst, tak samotní výrobci akcelerátorů v čele se společností nVidia dala této aktivitě zelenou. Prvním akcelerátorem této aktivity se tak stal jazyk CUDA (www.nvidia.com/cuda). Tento jazyk udal jasně směr dalšího vývoje: díky CUDA je možné „mapovat“ standardní CPU algoritmy do masivně paralelizovaných algoritmů, které plně těží z výpočetní síly moderních GPU akcelerovaných karet. 

Nová generace nVidia Quadro s technologií Fermi      Nová generace nVidia Quadro s technologií Fermi

Vědci začali na GPU počítat nejrůznější úlohy numerické lineární algebry, soustavy lineárních diferenciálních rovnic aj. výpočetně nesmírně náročné úlohy ze světa modelování kapalin, počasí, astronomie aj.aj. Dnes se stačí podívat na příspěvky komunity GPGPU (www.gpgpu.org) a není třeba nic dodávat. Výsledek takového počínání vedl k paradoxu, že grafický výstup přestal být až tak zajímavý a nejvíce palčivá se stala otázka: „jak dostat výsledek výpočtu zpět z grafické paměti do paměti počítače?“. Paradoxně totiž sběrnice grafických karet je prakticky „dopředná“ a výstup se předpokládá na úrovni grafického výstupu na monitor či jiné grafické zařízení. Dostat výsledek z grafické paměti „zdržuje“. Z toho důvodu nVidia zavedla produkty TESLA, které jsou přímými CUDA akcelerátory bez grafického výstupu a které mají významně posíleny zpětné sběrnice pro získávání výsledků výpočtu. Použitím TESLA akcelerátorů se pak nemusíte například bát, že vám nechtěně aktivovaný screensaver zpomalí výpočet na minimum…

Nová generace nVidia Quadro s technologií Fermi

Masivní paralelizace pro obecné vědecké výpočty se však ukázala být zajímavá i pro některé grafické výpočty, které nejsou typickou implementací tzv. Z-Bufferu, tj. nevykreslují se jen trojúhelníky nebo n-úhelníky, ale obecná tělesa nebo amorfní tvary. Tak začala další epocha počítačové grafiky, pro kterou se pomalu vžívá název Výpočetní počítačová grafika (Computational Computer Graphics). Toto téma zaznělo poprvé na letošní konferenci ACM SIGGRAPH 2010 (www.siggraph.org/s2010) a bude nejspíš slýchávat i po následující období…



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
80 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 36.8Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.