إصدار جديد ل CUDA من "نفيديا" يسرّع ويبسّط من إجراء البحوث العلمية عبر وحدات معالجة الرسوميات

ذات الخبر = أطلقت "نفيديا" اليوم نسخة جديدة من CUDA، منصة الحوسبة المتوازية، والتي تهدف إلى مساعدة علماء الأحياء والكيميائيين والفيزيائيين وعلماء فيزياء الأرض وغيرهم من الباحثين والمهندسين، ممن يستخدمون الحوسبة في أبحاثهم، على تطوير تجارب المحاكاة التي يقومون بها والعمليات الحوسبية من خلال استخدام وحدات معالجة الرسوميات.
وقد تمّ إضفاء 3 تحسينات أساسية على منصة CUDA الجديدة من "نفيديا"، إسهاماً في تسهيل البرمجة المتوازية عبر وحدات معالجة الرسوميات، وجعلها أسهل استخداماً وأسرع أداءً. وتضم هذه التحسينات ما يلي:
· خاصية Visual Profiler وقد أعيد تصميمها وأضيف إليها ميزة التحليل المؤتمت للأداء، مما يسهّل من تسريع أداء التطبيقات.
· مجمّع جديد أو compiler، تمّ إنشاؤه استناداً إلى البنية التحتية لمجمّع LLVM مفتوح المصدر وواسع الاستخدام، مما يوفّر زيادة بنسبة 10% في سرعة أداء التطبيقات.
· مئات من التطبيقات الجديدة في معالجة الصور والإشارات، مما يضاعف من حجم مكتبة NVIDIA Performance Primitives أو NPP.

وتعليقاً على الخصائص الرائدة لمنصة CUDA الجديدة، قال جوشوا أندرسن، المطوّر الرئيسي لمشروع HOOMD-blue مفتوح المصدر للديناميكيات الجزيئية: "إن خاصية Visual Profiler الجديدة مذهلة حقاً، فمن خلال بضع نقرات على الأزرار، تقوم بإنجاز التحليل المؤتمت لأداء التطبيق الذي يتمّ استخدامه، وتحديد الأماكن المرجح تعرضها للمشاكل، وتزويد روابط للاقتراحات المبنية على أفضل الممارسات لإضفاء تحسين على هذه الأماكن. إنها خاصية تسهّل وتبسّط مهمة كافة المطوّرين تقريباً في تسريع طيف واسع من التطبيقات التي يستخدمونها."

ومن جهته قال جيل سيفاريو، المهندس الأول للبرمجيات في المركز الإيرلندي للحوسبة المتقدّمة Irish Centre for High-End Computing: "لقد منحني مجمّع LLVM سرعة فورية في الأداء بلغت نسبتها 10%، وذلك فحسب من خلال إعادة تجميع نظام التحليل الفوري الموجودة حالياً للأخطار المالية. ولا شك أنه سيكون بإمكاني تحقيق مكاسب وفوائد كثيرة في الأداء المضاعف عبر إجراء معايرة إضافية باستخدام الإصدار الجديد من منصة CUDA."
ومن بين المزايا الجديدة التي يقدّمها الإصدار الجديد من منصة CUDA للحوسبة المتوازية، والمتوفرة مجاناً على الموقع الإلكتروني الخاص بمطوري NVIDIA: http://developer.nvidia.com/getcuda، نذكر ما يلي:
خاصية Visual Profiler الجديدة – المسار الأسهل للوصول للأداء الأمثل
تسهّل هذه الخاصية الجديدة على المطورين، على اختلاف مستويات خبراتهم، تحسين النظام لديهم للحصول على أفضل أداء. وتحوي Visual Profiler على أداة التحليل المؤتمت للأداء ونظام إرشادي للخبراء يقوم بتقديم اقتراحات مفصّلة خطوة بخطوة لتحسين الأداء. وتقوم الخاصية الجديدة بتحديد العقبات والصعوبات التي تواجه أداء التطبيقات، فيقترح لها إجراءات وحلول واضحة، مع وضع روابط للخطوات الإرشادية الخاصّة بتحسين الأداء. وباستخدام هذه الخاصية، يمكن بسهولة تحديد عقبات وصعوبات الأداء واتخاذ الإجراءات المناسبة لمعالجتها.



الشكل 1: خاصية Visual Profiler ضمن منصّة CUDA من "نفيديا" تسهّل من تحسين الأداء
مجمّع LLMV – زيادة فورية بنسبة 10% في أداء التطبيقات
يعتبر LLVM بنية تحتية لمجمّع مفتوح المصدر وواسع الاستخدام ويحوي تصميماً نموذجياً يسهّل من تقديم الدعم للغات البرمجية الجديدة وبنى المعالجات. ومن خلال استخدام هذا المجمّع، يمكن للمطوّرين اكتساب تحسين إضافي في الأداء تبلغ نسبته 10% على التطبيقات الحالية التي تعمل وحدات معالجة الرسوميات على تسريعها وذلك من خلال عملية إعادة تجميع مبسّطة. وفضلاً عن ذلك، يسمح التصميم النموذجي لبنية LLMV لمطوري أدوات برمجيات الطرف الثالث بتقديم حلول مخصصة من LLMV لبنى المعالجات التي لا تزوّدها "نفيديا"، مما يتيح لتطبيقات CUDA بالعمل ضمن وحدات معالجة الرسوميات التي تنتجها "نفيديا"، وضمن تلك التي تنتجها الشركات الأخرى أيضاً.
مهام المكتبة الجديدة في معالجة الصور والإشارات – تسريع مكتبة NPP
عملت "نفيديا" على مضاعفة حجم مكتبة NPP لديها، مع إضافة مئات المهام الجديدة المتخصّصة بمعالجة الصور والإشارات، وهذا سيسهّل على كافة المطورين تقريباً استخدام لوغاريتمات معالجة الصور أو الإشارات، للإفادة بسهولة من تسريع وحدة معالجة الرسوميات، وإضافة طلبات المكتبة بسهولة ضمن تطبيقاتهم. ويمكن استخدام النسخة المحدّثة من المكتبة ضمن طيف واسع ومتنوع من لوغاريتمات معالجة الصور والإشارات، بدءاً بعمليات الفلترة الأساسية، وانتهاءً بأعباء العمل المتطوّرة.
نبذة عن CUDA:
تعتبر CUDA منصة الحوسبة المتوازية ونموذجاً برمجياً رائداً من "نفيديا"، وتساعد في إضفاء زيادة فعالة في الأداء الحوسبي من خلال توظيف قدرات وحدات معالجة الرسوميات. وتدعم وحدات معالجة الرسوميات CUDA من "نفيديا" كافة نماذج البرمجة الحوسبية من وحدات معالجة الرسوميات، وواجهات برامج التطبيقات API، واللغات البرمجية مثل CUDA C وC++ وFortran وOpenCL وDirectCompute. وتعمل أكثر من 500 جامعة ومؤسسة تعليمية منتشرة حول أرجاء العالم بتعليم نموذج برمجة CUDA ضمن مناهجها الدراسية. والجدير بالذكر أنه تم تنزيل هذه المنصة أكثر من 1.2 مليون مرة حتى الآن. وللمزيد من المعلومات حول منصة CUDA للحوسبة المتوازية من "نفيديا"، يرجى زيارة الموقع الإلكتروني الخاص بCUDA: www.nvidia.com/cuda.

-انتهى-