Allgemeines Rechnen auf der GPU

GPGPU steht für „General-Purpose Computing on Graphics Processing Units“, also die Nutzung von Grafikprozessoren für allgemeine Berechnungen. Gemeint ist, die Leistungsfähigkeit von GPUs, die traditionell zur Erzeugung von Computergrafiken eingesetzt werden, für Aufgaben zu nutzen, die bisher von Zentralprozessoren (CPUs) übernommen wurden. Die gemeinsame Nutzung dieser beiden Prozessortypen wird auch als heterogenes Rechnen bezeichnet. Sie ist ein wesentlicher Faktor für zahlreiche technologische Durchbrüche, etwa für die Entwicklung künstlicher Intelligenz durch maschinelles Lernen und Deep Learning.

GPGPUs eignen sich aufgrund ihrer großen Anzahl an Rechenkernen besonders für parallele Berechnungen. Diese Kerne arbeiten mit niedrigeren Taktraten als CPUs, sind jedoch besser für Daten in grafischer Form geeignet. Bahnbrechende wissenschaftliche Forschung kann in hohem Maße von GPGPUs profitieren. Viele Server für High-Performance Computing (HPC) nutzen eine große Anzahl von GPGPUs, um Rechenleistungen auf Supercomputing-Niveau zu erreichen.

Es versteht sich von selbst: Wenn die Daten, mit denen Sie arbeiten, bereits in grafischer Form vorliegen – etwa bei Projekten im Bereich Computer Vision wie der Entwicklung autonomer Fahrzeuge oder von Gesichtserkennungssystemen –, sind GPGPUs in Ihren Servern besonders sinnvoll. Weitere mögliche Anwendungsbereiche sind:

Geowissenschaften: Ob meteorologische oder astronomische Forschung – der Einsatz von GPGPUs kann Prozesse erheblich beschleunigen. So nutzt beispielsweise die Waseda-Universität in Japan GIGABYTEs G221-Z30, um einen Computing-Cluster aufzubauen, der simulieren kann, wie sich der Klimawandel auf Küstenregionen auswirkt. Das Lowell Observatory im US-Bundesstaat Arizona setzt GIGABYTEs G482-Z50 ein, um bei der Suche nach bewohnbaren Exoplaneten das sogenannte „Sternrauschen“ herauszufiltern.

Wissenschaftliche Forschung: Hochschulen und Forschungszentren erweitern kontinuierlich die Grenzen unseres Wissens. Mit GPGPUs ausgestattete GPU-Server können diese Arbeit beschleunigen. CERN, die Europäische Organisation für Kernforschung, verwendet GIGABYTEs G482-Z51, um die Daten des Large Hadron Collider (LHC) zu analysieren und nach dem schwer fassbaren „Beauty-Quark“ zu suchen. Das Institut für theoretische und computergestützte Chemie der Universität Barcelona hat die Rechenleistung seines Rechenzentrums mit GIGABYTEs G292-Z42 und weiteren Servern um rund 40 % gesteigert.

Für eine bessere Zukunft: Wenn die klügsten Köpfe der Welt fortschrittliche Rechenleistung zur Lösung der Herausforderungen der Menschheit einsetzen, spielen Server mit GPGPUs eine entscheidende Rolle. IFISC, Spaniens Institut für interdisziplinäre Physik und komplexe Systeme, nutzt GIGABYTEs G482-Z54 für wichtige Forschungsarbeiten zu Klimawandel, grüner Energie und Möglichkeiten zur Bekämpfung von COVID-19. Die National Taiwan Normal University hat mit G190-H44 und weiteren Servern ein Zentrum für Cloud Computing aufgebaut. Solange sich die Daten in eine grafische Form umwandeln lassen, sind GPGPUs eine naheliegende Lösung für den Einsatz in Servern.

Für den Einsatz von GPGPUs in Servern empfiehlt GIGABYTE die G-Series GPU-Server. Dank der umfassenden Erfahrung von GIGABYTE im Bereich Thermik- und Mechanikdesign setzt die G-Series mit einigen der GPU-Server mit der höchsten Packungsdichte auf dem Markt Maßstäbe. Sie können mehrere GPGPUs aufnehmen und für komplexe Berechnungen einsetzen. So kann der G481-HA1 beispielsweise bis zu zehn NVIDIA Tesla® V100 PCIe GPGPUs aufnehmen, während der G492-ID0 NVIDIA HGX™ A100 mit bis zu acht SXM4 GPGPUs unterstützt. Diese Server wurden rigorosen Tests unterzogen, um ihre Leistung und Stabilität auch in Szenarien mit hoher Belastung sicherzustellen.

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