12月09日 在SC13大會上,NVIDIA推出了NVIDIA Tesla K40 GPU加速器,作為NVIDIA在HPC領域性能最高的加速器,NVIDIA表示,Tesla K40可為范圍不斷擴大的各種科學、工程、高性能計算(HPC)以及企業應用提供頂級性能。
與上一代產品Tesla K20X GPU加速器相比,NVIDIA Tesla K40加速器擁有雙倍容量的內存,可提供最高40%的性能提升,也是首例專為大數據分析和大型科學工作而優化的全球最高性能的加速器。
隨著Tesla K40的發布,國內服務器供應商浪潮也第一時間發布了基于K40的服務器,NVIDIA中國區技術與解決方案高級顧問鄧培智先生、浪潮集團高性能計算總經理劉軍以及Inspur-NVIDIA云超算應用創新中心主任工程師張清共同對這一新產品進行了解析。
針對HPC和大數據性能提升
鄧培智先生表示,GPU加速器在高性能計算和超級計算行業中成為主流,憑借Tesla K40 GPU突破性的性能和更大的內存容量,企業用戶可以快速地處理大數據分析應用所產生的海量數據。
從過去的傳統科學計算,一直到現在的大數據應用,數據量越來越大,這方面的應用也是越來越多。特別是對于過去有些人像GPU、數據吞吐量大的會受到一些限制,在于它自身的版本存儲器和接口傳輸率的限制,鄧培智介紹:“和上一代GPU加速器相比,Tesla K40在性能得到大大提升,顯存的容量增加了一倍,第三代PCIe互聯支持與第二代PCIe技術相比可令數據移動速度提升2倍,更大的計算可以適合于客戶更大的計算需求。”
值得一提的是,Tesla K40 GPU加速器采用智能NVIDIA GPU Boost技術,讓用戶可以在各種應用程序上釋放未曾發揮出的那部分性能。
“原來我們的產品頻率是固定的,Tesla K40有了GPU Boost以后,可以充分利用GPU的能力,對典型的應用來說,雖然我們的TDP是230瓦,但是跑典型應用來說,實際上GPU的功耗往往只有100多瓦,這是平均的功耗。所以實際情況中還是有很大的空間,在這種情況下,通過GPU Boost,利用100-200多瓦這么大的功耗空間,把頻率給它提上去,發現它負載比較低的時候,可以把頻率提上去,讓它的總功耗不會超過230瓦TDP的設計。像這樣的情況,頻率是變化的,或者說是根據不同的負載,頻率是變化的。”鄧培智解釋道。
這樣一來,在很多應用當中,可以充分利用GPU的能力,GPU Boost最高可以提高10-20%的性能。
“Tesla K40性能方面提升了10-30%,而且更重要的對于編程方面的進一步改進,顯存空間的提升,以及PCI-E帶寬的提升,對這種大數據量高性能行業應用,我想是一個福音,我們之前做了很多應用,數據擱不下,導致編程難度加大。所以硬件直接升級,將大大降低編程的難度,和過去的GPU的應用適應面相比,Tesla K40會更寬一些。”張清補充道。
此外,Tesla K40 GPU加速器的主要特性還包括12 GB超快GDDR5內存,可以讓用戶能夠處理2倍大小的數據集,快速分析海量的數據;動態并行機制讓GPU線程能夠動態地生成新線程,從而讓用戶可以快速而輕松地處理自適應和動態數據結構。
互聯網應用潛力巨大
很顯然,NVIDIA為K40的定位不只應對高性能計算和科學計算,而是看到了更加廣闊的大數據處理,因為高性能計算向企業應用延伸速度比較快,不少些企業都十分需要這種計算能力。
張清介紹,互聯網領域應用目前主要采用CPU計算,但是互聯網的圖片搜索,視頻、音頻的轉碼分析這一類應用將逐漸采用GPU進行加速,像奇虎和阿里巴巴等互聯網企業,還有一些安防行業應用,都準備采用GPU架構來做這一方面的加速。
從戰略合作來看,浪潮和NVIDIA就有一個專門的研究課題,針對GPU和大數據結合的研究,“在技術方面方面,將與NVIDIA進行合作,在應用方面,在石油勘探的大數據和互聯網上的大數據等領域開展GPU方面的相關研究。”張清說道。
共同推動本土應用
談到對于本土高性能計算的應用和展望,劉軍表示:“我們現在非常注重新的計算架構對于高性能計算的推動,跟NVIDIA這邊的合作這么多年,大家都達成了一個很好的共識,就是如何從應用端去做一個牽引,包括說NVIDIA這邊在全球范圍內一些重要的商業規劃,做了大量的推動工作,這使得我們現在好多的客戶在使用一些商業的軟件或是使用國際上比較成熟的計算軟件的時候,能有CUDA的版本,可以采納最新GPU加速的技術。”
此外,中國比較典型的行業應用比如說石油、生命科學、互聯網、圖像等領域,浪潮在這些方面都跟軟件開發者之間做了大量的的合作,使得具備中國這種行業應用特點這些用戶,使軟件具備了能夠采納到Tesla這樣一個GPU加速技術,作為技術可行性的基礎。
“在這一兩年,整個市場上面就不再是原來的少數這些大型超算用戶在用GPU,客戶范圍在增長,他們采購的數量可能不一定非得是幾百片,上千片,但是正是因為十幾片、二十片,這種小規模高頻率的應用,反而使得整個應用克服的基數和應用的基礎得到非常好的提升,我們覺得說這是在這幾年一起合作中,浪潮和NVIDIA一起對應用有非常好的推動作用。”劉軍說道。
據鄧培智表示,近兩年,Tesla市場的增長非常快。“NVIDIA的數據顯示Tesla市場在中國增長了兩倍,從浪潮這邊的數據來看,是比兩倍還要高很多,我覺得這是非常好的一點,說明經過這幾年一起的努力,Tesla GPU加速的技術,被越來越多的客戶認知、認可、采納。” 鄧培智總結道。