康奈爾大學(xué)使用MATLAB進(jìn)行GPU性能測(cè)試

康奈爾大學(xué)高級(jí)計(jì)算中心(CAC)宣布正在同NVIDIA、Dell以及MathWorks合作,在新研究中使用MATLAB程序?qū)νㄓ肎PU進(jìn)行性能測(cè)試。

　　該研究將在NVIDIA GPU上使用MATLAB應(yīng)用程序測(cè)試GPU計(jì)算的數(shù)據(jù)處理能力?？的螤柎髮W(xué)尤為關(guān)注以下兩個(gè)方面：一是在桌面上借助MathWorks并行計(jì)算工具箱使用多GPU，另一個(gè)就是通過(guò)MATLAB分布式計(jì)算服務(wù)器使用GPU集群。

　　康奈爾大學(xué)在Dell C6100服務(wù)器上進(jìn)行該研究。其中Dell C6100服務(wù)器包括了C410x PCIe擴(kuò)展機(jī)箱，通過(guò)C410x PCIe擴(kuò)展機(jī)箱服務(wù)器能夠連接到NVIDIA Tesla M2070 GPU。

　　康奈爾大學(xué)高級(jí)計(jì)算中心的主管David Lifka說(shuō)道：“我們選用了具有8個(gè)節(jié)點(diǎn)(每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括8個(gè)CPU核心)以及8個(gè)NVIDIA Tesla M2070 GPU(每個(gè)具有448個(gè)CUDA核心)的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于需要并行處理大量數(shù)據(jù)的研究人員來(lái)說(shuō)，該測(cè)試環(huán)境非常有價(jià)值。”

　　例如，來(lái)自康奈爾大學(xué)醫(yī)學(xué)中心，密歇根大學(xué)醫(yī)療系統(tǒng)以及羅格斯大學(xué)計(jì)算的影像學(xué)和生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究人員正在使用NVIDIA GPU和MATLAB進(jìn)行模板匹配以加速并改進(jìn)對(duì)癌細(xì)胞的診斷。使用MATLAB內(nèi)置的GPU函數(shù)，研究人員的代碼處理效率提高了14.7倍(從86.9秒降低為5.9秒)。對(duì)于每天需要處理眾多大規(guī)模圖像的病理學(xué)家來(lái)說(shuō)，效率的提升非常顯著。相比之下，在GPU上運(yùn)行MATLAB代碼要比沒有使用GPU的C++代碼快了4.8倍。而且由于MATLAB針對(duì)GPU進(jìn)行了優(yōu)化，所以用戶不必學(xué)習(xí)另一門編程語(yǔ)言就能夠利用GPU的計(jì)算能力。

　　在另一個(gè)項(xiàng)目中，Theo Damoulas是可持續(xù)計(jì)算研究所(Institute for Computational Sustainability，ICS)的一名助理研究員，該研究所由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)建立并由Carla Gomes教授所領(lǐng)導(dǎo)。Theo Damoulas通過(guò)綜合使用MATLAB內(nèi)置的GPU函數(shù)以及CUDA代碼，動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)劃(Dynamic Time Warping)計(jì)算的效率提升了12倍。動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)劃使用機(jī)器學(xué)習(xí)以及信號(hào)分析技術(shù)通過(guò)鳥飛行時(shí)的叫聲自動(dòng)識(shí)別出其物種，非常耗費(fèi)計(jì)算資源。自動(dòng)進(jìn)行物種分類要比手動(dòng)快很多而且也更準(zhǔn)確，要做的第一步是創(chuàng)建大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)記錄，為詳細(xì)了解單個(gè)物種的遷移模型奠定基礎(chǔ)。

　　該項(xiàng)目是可持續(xù)計(jì)算研究所極具代表性的研究，通過(guò)在可持續(xù)研究中引入計(jì)算思維旨在為平衡環(huán)境，經(jīng)濟(jì)以及未來(lái)可持續(xù)發(fā)展需求提供解決方案?？沙掷m(xù)計(jì)算研究所包括了來(lái)自眾多組織的科學(xué)家，這些組織包括康奈爾大學(xué)，包德恩學(xué)院、保護(hù)基金會(huì)、哈佛大學(xué)、俄勒岡州立大學(xué)以及西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。

　　David Lifka指出：“隨著在康奈爾大學(xué)持續(xù)進(jìn)行GPU性能測(cè)試和生產(chǎn)性運(yùn)行，為提升科研人員使用MATLAB GPU計(jì)算的整體體驗(yàn)，高級(jí)計(jì)算中心將不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)并探索移植MATLAB代碼的最佳實(shí)踐。”

　　康奈爾大學(xué)之前部署了一個(gè)用于實(shí)驗(yàn)的包括512個(gè)核心的MATLAB資源，該項(xiàng)目由美國(guó)國(guó)際科學(xué)基金會(huì)所贊助，為與美國(guó)普度大學(xué)合作的研究團(tuán)體使用高端資源提供了一條途徑。超過(guò)五十五萬(wàn)個(gè)任務(wù)在該MATLAB資源上運(yùn)行，有利地促進(jìn)了研究，學(xué)生學(xué)習(xí)以及科學(xué)網(wǎng)關(guān)(Science Gateway)應(yīng)用。