Fot. Materiały producenta

Profesjonalne, wydajne karty graficzne stosowane były do tej pory w firmach i urzędach jedynie w komputerach przeznaczonych do prac graficznych, systemów CAD czy GIS. W komputerach biurowych raczej ich nie montowano, a umieszczanie takich układów w serwerach byłoby po prostu czystym marnowaniem pieniędzy. Jednak rozwój układów graficznych sprawił, że coraz bardziej przypominają one procesory ogólnego przeznaczenia, które można w łatwy sposób zaprząc do zadań zupełnie niezwiązanych z grafiką. Dodając do tego fakt, że czysta moc obliczeniowa tych układów często przekracza jeden TFLOPS (FLOPS - FLoating Operations Per Second, liczba operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę), nic dziwnego, że inżynierowie zaczęli się zastanawiać, jak tę drzemiącą w karcie graficznej moc spożytkować do innych zadań niż generowanie grafiki.

Pomysł na obliczenia

Współczesne karty graficzne mają moc obliczeniową, którą do niedawna dysponowały wyłącznie superkomputery. Dla przykładu Nvidia GeForce GTX 280 dysponuje mocą obliczeniową rzędu 933 gigaflopsów, czyli może wykonywać 933 miliardy operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę. Najnowszy ATI Radeon HD 5870 to moc rzędu 2,72 teraflopsa, co oznacza, że karta ta może wykonać niemal trzy biliony operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę! Dla porównania: czterordzeniowy procesor Intel Core i7 965 XE dysponuje mocą obliczeniową wynoszącą "zaledwie" 70 gigaflopsów. Jest to ponad 13 razy mniej niż moc wspomnianego przed chwilą GeForce'a i niemal 40 razy mniej niż najszybszego obecnie Radeona!

Jeśli porównamy tę moc do wydajności superkomputerów, to okaże się, że pojedyncza karta graficzna dysponuje obecnie mocą równą najlepszym superkomputerom sprzed kilku lat. Dość powiedzieć, że obecnie znajdujące się na końcu listy TOP 500 superkomputery mają moc niewiele większą od 2 teraflopsów, a więc są sporo "słabsze" od wspomnianego Radeona HD 5870. Trzeba co prawda w tym miejscu wspomnieć o tym, że podawana przez producentów kart graficznych moc obliczeniowa dotyczy obliczeń wykonywanych w pojedynczej precyzji, a w wypadku kalkulacji z podwójną precyzją (tak jak się to podaje dla superkomputerów i procesorów) moc ta jest mniej więcej o połowę niższa, niemniej wciąż są to wartości imponujące.

Pierwsze prace nad niegraficznym wykorzystaniem kart graficznych rozpoczęto na początku 2004 roku, a już w listopadzie urządzenie z układem Nvidia Quadro FX 3400 wykonało obliczenia symulacji zapadającej się gwiazdy. Wykorzystano wtedy specjalne oprogramowanie przygotowane wspólnie przez zespół naukowców z laboratorium w Los Alamos oraz inżynierów z Nvidii. Podczas tego eksperymentu karta graficzna wykonała obliczenia czterokrotnie szybciej niż liczący to samo zadanie zoptymalizowany kod wykonywany na procesorze Intel Pentium 4 Xeon 3.0 GHz.

[...]

Autor jest niezależnym dziennikarzem zajmującym się propagowaniem nauki i techniki.