összes videóa hét videói

összes képa hét képei

eseménynaptár

hírlevél

Amit a számítógépes játékoknak köszönhet a tudomány

- A számítógépek központi processzorának, a CPU-nak szerteágazó feladatokat kell ellátnia, míg a GPU, a grafikus megjelenítésért felelős kártya számítási egysége specializált alkatrész. Ha megtaláljuk a GPU-k felépítéséhez jól illeszkedő tudományos számításokat, jelentős teljesítménynövekedést érhetünk el, jóval kedvezőbb áron - mondta az mta.hu-nak Tóth Gyula, az MTA Szilárdtestfizikai Kutatóintézetének munkatársa.

Magyarországon több intézetben is dolgoznak olyan számítógépekkel, amelyekben csúcsteljesítményű grafikus kártyák működnek. Az ELTE Elméleti Fizikai Kutatóintézete már több mint öt éve üzemeltet egy kétszáz grafikus kártyát összekötő rendszert, amellyel a kvark-gluon plazma halmazállapot-változásainak kutatásában értek el sikereket. Ez a nemrég felfedezett anyag nem sokkal az ősrobbanás után létezett, és a RHIC részecskegyorsítósban sikerült először előállítani. A plazma tulajdonságait több magyar kutatócsoport is vizsgálta, az ELTE EFK rendszere, a jóval drágább szuperszámítógépekkel dolgozó külföldi intézetekhez hasonló teljesítményt produkált.

Az MTA RMKI által szervezett konferencia célja az volt, hogy az egyetemi hallgatókkal, kutatókkal és az ipar képviselőivel is megismertessék a grafikus kártyákkal történő munkavégzés alapjait. A nagy érdeklődést kiváltó előadások és gyakorlatok törzsét Jurek Zoltán és Tóth Gyula, az MTA Szilárdtestfizikai Kutatóintézetének munkatársai állították össze, akik egy éve foglalkoznak a GPU-kban rejlő lehetőségekkel.

Tóth Gyula egyik szakterülete a kétkomponensű anyagok irányított megszilárdulásának számítógépes modellezése. A tudomány ezen ága iránt az ipar is élénken érdeklődik, ugyanis a különböző koncentrációjú anyagok elegyítéséből származó ötvözetek struktúrájának meghatározása kulcsfontosságú lehet új típusú termékek előállításában. Ezzel a módszerrel a jövőben negatív törésmutatóval rendelkező lencsék hozhatók létre, amelyek bonyolult optikai rendszereket válthatnak ki például az infravörös távcsövekben. Az anyag kikristályosodásának irányításához azonban atomi szinten kell megismerni a lejátszódó folyamatokat, amelynek előrejelzéséhez jelentős számítási teljesítményre van szükség.

 

A GPU-k gigaflopban mért teljesítménye az elmúlt évizedben gyorsan növekedett- Egy videokártyában akár 250 processzormag is lehet, míg a CPU-kban legfeljebb nyolc. A GPU-k ezért a nagyszámú, párhuzamos szálon futó, komoly számítási igényű, de kisebb adathalmazokkal dolgozó feladatok futtatására alkalmasak a leginkább. A molekulák egymással lejátszódó kölcsönhatásainak leírása pontosan ilyen számításokat igényel - magyarázta Tóth Gyula. A szakember elmondta, hogy a GPU-k előnye akkor jelentkezik, amikor az adatmennyiséghez képest legalább egy nagyságrenddel nagyobb az elvégzendő feladatok száma.

Nem csak a fent leírt optimális feltételek mellett lehet kifizetődő a több grafikus kártyával felszerelt számítógéppel való munka, ugyanis bizonyos speciális feladatok esetében ugyanazt a számítási teljesítményt a GPU-k szuperszámítógépek költségeinek töredékéért szolgáltatják. A megoldás másik előnye, hogy a tudósoktól távol lévő szerverközpontok helyett minden kutató saját „szuperszámítógépével" dolgozhat.

A háromdimenziós programok egyre élethűbb megjelenítési igénye miatt a GPU-k fejlődése továbbra is biztosított, sőt a játékosok befizetett dollármillióinak köszönhetően a kártyák jobb minőségű alkatrészeket kaptak, amellyel a megbízhatóságuk is jelentősen megnőtt. A hardvergyártók is reagáltak a tudományos igényekre, és ma már olyan speciális grafikus kártyákat is gyártanak, amelyeken nincs monitorcsatlakozó, viszont a tudósok igényeiknek megfelelően több memóriával rendelkeznek.