HPC (high performance computing) là một ngành điện toán cao cấp dùng các siêu máy tính (supercomputer) và các cụm máy tính (computer cluster) để giải quyết các vấn đề tính toán phức tạp và tiên tiến. Hiện nay, các hệ thống máy tính có khả năng xử lý tới khu vực TeraFLOPS (một ngàn tỷ hoạt động dấu chấm động mỗi giây) được gọi là máy tính HPC.

" />
Thứ Sáu ngày 03 tháng 2 năm 2023
Thứ Sáu ngày 03 tháng 2 năm 2023

Tech MediaOnline

Xu hướng công nghệ: Những chiếc siêu máy tính với sức mạnh của CPU và GPU

June 20
00:00 2011

Trước đây, khi nói tới các hệ thống máy tính cực mạnh, người ta nghĩ ngay tới những chiếc máy tính được chạy bằng nhiều con CPU. Nhưng công nghệ CPU truyền thống giờ đây không còn thích hợp để xử lý những bài toán cực kỳ phức tạp. Trong khi đó, khả năng xử lý song song của các GPU (vi xử lý đồ họa), cho phép nó chia các tác vụ tính toán phức tạp thành hàng ngàn tác vụ nhỏ hơn có thể chạy đồng thời với nhau.

 


Đó là một thực tế vì từ lâu nay, GPU vẫn có sức mạnh xử lý vượt trội hơn CPU. Chẳng hạn, CPU Intel Core i7-990X Extreme Edition mạnh nhất hiện nay của Intel có 6 nhân 12 luồng với công nghệ 32nm được tích hợp trên nhân 1,17 tỷ transistor. Trong khi đó GPU NVIDIA Tesla C2070 tuy chỉ có 1 nhân nhưng chứa tới 3,1 tỷ transistor và xử lý được 448 luồng. Theo NVIDIA, so với các CPU Quad-core mới nhất, các GPU Tesla 20 Series tiêu thụ điện chỉ bằng 1/20 và chi phí chỉ bằng 1/10.


Theo hãng Novatte (www.novatte.com) chuyên xây dựng các hệ thống siêu máy tính dựa trên giải pháp GPU trình bày tại Hội nghị Công nghệ GPU (GTC) tại Singapore ngày 12-5-2011, các hệ thống GPU cho sức mạnh xử lý tăng gấp 10 tới 100 lần để giải quyết các vấn đề trong đơn vị phút thay vì phải thực hiện nhiều giờ khi sử dụng giải pháp điện toán truyền thống chỉ dựa vào CPU.
Hãng này cũng đã dẫn ra một số điển hình sử dụng các hệ thống siêu điện toán hay HPC trên nền GPU như: nhanh gấp 5 lần trong tác vụ hình thành nội dung số bằng Adobe, nhanh gấp 18 lần trong công nghệ chuyển mã video, nhanh gấp 20 lần trong công nghệ quét siêu âm 3D, nhanh gấp 30 lần trong công nghệ xếp chuỗi gene (thực hiện tại Đại học bang Maryland, Mỹ), nhanh gấp 36 lần trong công nghệ động lực học phân tử (ở Đại học Illinois, Mỹ), nhanh gấp 50 lần trong tính toán MATLAB, nhanh 80 lần trong việc dựng mô hình thời tiết (Học viện Công nghệ Tokyo), nhanh gấp 100 lần trong vật lý học thiên thế (viện nghiên cứu RIKEN), nhanh gấp 146 lần trong lĩnh vực hình ảnh y khoa (Đại học Utah, Mỹ), nhanh gấp 149 lần trong tính toán mô phỏng về tài chính (Đại học Oxford),…


Có lẽ cũng cần nói rõ rằng giải pháp siêu điện toán với GPU không phải là các hệ thống máy tính chỉ có GPU. Lẽ đơn giản GPU vẫn chỉ là vi xử lý chuyên sâu các lệnh về đồ họa, trong khi đó CPU mới thật sự là bộ não của máy tính với khả năng xử lý đa dạng. Các siêu máy tính và cụm máy tính HPC dùng giải pháp GPU vẫn cần CPU để làm động cơ, nhưng chúng khai thác sức mạnh tính toán của GPU để xử lý các tác vụ. Việc giao duyên giữa CPU và GPU này là nhiệm vụ của giao diện điều khiển, hiện nay dùng mã nguồn mở. Theo Tiến sĩ Huỳnh Phụng Huynh, một nhà khoa học Việt Nam tốt nghiệp ở Singapore và đang công tác tại bộ phận HPC của A*STAR thuộc Chính phủ Singapore, giải pháp này nằm ở giữa lớp phần cứng và lớp phần mềm, có chức năng kết nối hai lớp này lại với nhau.


Các cụm máy tính Tesla GPU Cluster do Novatte phát triển kết hợp sức mạnh của các CPU Intel Xeon X5650 (6 nhân) hay AMD Opteron 6128 (8 nhân) với các GPU Tesla 2050/2070 Series để tăng tốc độ xử lý lên cực nhanh. Có các giải pháp 4 CPU+8 GPU (base), 8 CPU+16 GPU (quarter), 16 CPU+32 GPU (half) và 32 CPU+64 GPU (full). Sức mạnh tính toán cao nhất của một hệ thống này có thể đạt từ 4,12 Tflops (double precision) và 8,24 Tflops (single precision) tới 32,96 Tflops và 65,92 Tflops.
Chi phí cho giải pháp cụm máy tính GPU thấp hơn giải pháp toàn CPU khi so cùng sức mạnh xử lý. Giá một siêu máy tính Tesla ở Singapore từ 118.000 đến 714.000 đôla SGP (cho nền tảng Intel) và từ 112.000 đến 665.000 đôla SGP (nền tảng AMD).

PHẠM HỒNG PHƯỚC (Singapore 5-2011)


Warning: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /www/wwwroot/mediaonlinevn.com/wp-content/themes/legatus-theme/includes/single/post-tags.php on line 5
Share