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Archive for January, 2013

Acelerando la TDT con GPUs

January 23rd, 2013

La implementación de algoritmos que usará la futura Televisión Digital Terrestre (TDT) para su ejecución en tarjetas gráficas (GPUs) dispara su rendimiento y permite a los investigadores de la UPV/EHU investigar sobre las soluciones más adecuadas para la próxima generación de TDT.

Las señales digitales y en concreto las de TDT cuando son enviadas llevan la información redundada, duplicada en cierto grado, de tal modo que si durante la transmisión algunos bits se pierden o corrompen se puede recuperar la señal original en el dispositivo receptor. Esto se hace mediante unos códigos que procesan la señal y son capaces de detectar esos errores y corregirlos. Estos códigos han de ser por un lado rápidos en su ejecución para poder ejecutarse “al vuelo” directamente sobre la señal retransmitida y además son mejores cuanta menos información extra usen, al emplear de este modo menos ancho de banda del canal de comunicación.

Unos de estos tipos de algoritmos son los LDPC (Low Density Parity Check). Este tipo de códigos son muy intensivos desde el punto de vista computacional pero también altamente paralelizables. Aprovechando esta característica el grupo Tratamiento de la Señal y Radiocomunicaciones de la UPV/EHU ha implementado muy satisfactoriamente uno de estos códigos en OpenCL para su uso en equipos dotados de tarjetas gráficas (GPUs – Graphical Processing Units.).

CPU-GPU-benchmark

Información procesada por segundo en CPUs y GPUs.

En la Figura podemos ver la tremenda mejora en la rapidez que han obtenido en el procesamiento de las señales en diferentes dispositivos, desde CPUs pasando por tarjetas gráficas de PC  hasta las GPUs Tesla C2050 más sofisticadas para cálculo computacional. De la gráfica se puede observar en las dos primeras columnas que la aproximación de alto rendimiento LP es el doble de rápida que la aproximación de alta precisión BP de los algoritmos. El las implementaciones OpenCL para GPUs  en cambio no hay diferencias significativas en el tiempo de ejecución debido a cómo se implementan los códigos. Cuando se usan GPUs comerciales para PCs se pueden conseguir mejoras de hasta x100 y con tarjetas profesionales de cálculo se puede acelerar el cálculos hasta más de x200. En esta ocasión las tarjetas más normales de PCs son una gran alternativa pues los cálculos se realizan en precisión simple que es la precisión nativa de estas tarjetas y donde trabajan de forma óptima.

La implementación de estos códigos en OpenCL y la demostración de su viabilidad abre la posibilidad de que en un futuro estos códigos se ejecuten por software sobre procesadores genéricos en la futura TDT, una solución mucho más flexible y probablemente barata que su implementación electrónica directamente en hardware. No obstante, por ahora este software va a permitir acelerar la investigación en la TDT del futuro dado que acelera el tratamiento y análisis de las señales en el laboratorio.

 

Gracias a Daniel Ansorregui y Gorka Prieto del grupo TSR

http://www.ehu.es/tsr/

 

 

General

Titan, el ordenador más potente del mundo

January 14th, 2013

De acuerdo a la lista top500.org de los ordenadores más potentes del mundo, a día de hoy Enero de 2013, el ordenador más potente del mundo es Titan. Este superordenador está instalado en el Oak Ridge National Laboratory (ORNL) en Tenessee. Titan es un Cray XK7 formado 299.008 núcleos [1] y 18.688 tarjetas GPGPUs aceleradoras para cálculo todo ello con una potencia teórica de 17.6 PetaFLOPS (Peta=10^15, FLoating-point Operation Per Second). Titan usa parte de la infraestructura del superordenador Jaguar que ha sido desmantelado y sustituido por Titan. Es una máquina muy especializada y con componentes específicos para supercomputación.

 

(Nota: Ya existe un nuevo ordenador más potente, puedes leer sobre Tianhe-2 en este enlace)

 

 

Titan supercomputer

Usa procesadores AMD 6274 de 16 cores y tarjetas gráficas de propósito general GPGPUs Nvidia K20 para acelerar el cálculo. Esta es una de las grandes diferencias con su predecesor en la lista Sequoia, este tenía 1.5 millones de cores y Titan tiene más potencia con 5 veces menos cores pero complementados con GPGPUs.

La interconexión entre nodos también es muy específica para que la comunicación que hay durante el cálculo no sea un cuello de botella. Usa la interconexión Cray Gemini, el producto propietario estrella de Cray.

Los nodos están refrigerados por un doble ciclo de agua y refrigerante para poder mejorar la eficiencia energética, es por ello, junto a las características del procesador y las GPGPUS y otras tecnologías, por lo que los CRAY XK7 son también superordenadores energéticamente muy eficientes, es decir, los que realizan más operaciones matemáticas por KWh. Titan está situado en tercer puesto en el gree500, la lista de superordenadores más eficientes del mundo con una marca de 2,1 GFLOPS/W, cuando un procesador de PC de gama alta ronda los 0,5 GFLOPS/W.

Cada nodo funciona con una versión pequeña de linux denominada Cray Linux Environment (CLN).

Estos grandes superordenadores están generalmente destinados a unos concretos y grandes proyectos dado que es una compleja tarea optimizar los códigos para que puedan usar eficazmente tal ingente número de cores. Junto al desarrollo de este hardware el ORNL ha seleccionado 6 códigos para su desarrollo y optimización para prepararlos para el uso eficiente de estos computadores masivamente paralelos y en los de futuras generaciones.

Datos más relevantes

Marca y modelo Cray XK7
Nº de cores 299.008 cores y 16.688 GPGPUs
Procesador AMD 6274 a 2.2 GHz
GPGPU Nvidia Kepler K20
Interconexión Cray Gemini
Sistema Operativo Compute Linux Environment (CLE)
FLOPS teóricos 27 PetaFLOPS
FLOPS limpack 17,6 PetaFLOPS
Potencia eléctrica 8,2 MW
FLOPS/W 2.1 GigaFLOPs
Refrigeración Doble ciclo de agua y refrigerante
RACKs 200

Video

En este link puede ver un video sobre Titan por el Director de Ciencia del ORNL.

Video sobre Titan

 

[1] Antiguamente los procesadores tenían un único núcleo (core) y se hablaba generalmente de procesadores. Actualmente los procesadores tienen varios núcleos y hay que diferenciar entre procesadores y núcleos (que podemos decir es lo que antes conocíamos como procesador).

 

 

 

HPC

Position open at BCAM – Basque Center for Applied Mathematics

January 11th, 2013

 

BCAM – Basque Center for Applied Mathematics is an interdisciplinary research center located in Bilbao. The following BCAM Internship position is open at BCAM.

Internship data

  • Research topic title

Hybrid Monte Carlo methods

  • Research topic description

Study, implementation and testing of Monte Carlo techniques combined with classical molecular dynamics. The task will involve developing algorithms for constant pressure simulations and constant pH simulations of molecular systems. Those algorithms will then be implemented within Open Source molecular dynamics software and tested on real life applications such as protein systems.

  • Keywords

Hybrid Monte Carlo, Molecular Dynamics, Hamiltonian dynamics

  • Required knowledge and skills

Geometric integration, dynamical systems, C programming, Unix/Linux, English.

  • Duration and dates

2-3 months; between February and June

  • Application deadline

February 3, 2013

Supervisor data

  • Supervisor

Bruno Escribano

  • Research line

Mathematical Biology & Molecular Simulations

  • Email

bescribano@bcamath.org

 

How to apply

The interested applicants can apply via the following webpage:

http://www.bcamath.org/en/research/internships

 

 

 

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Renovación de licencias STARCCM+ 2013 (Investigación)

January 9th, 2013

El Servicio General de Informática Aplicada a la Investigación (Cálculo Científico) va a proceder a la renovación de las licencias corporativas para la UPV/EHU del programa de CFD StarCCM+ para el año 2013.

Para poder hacer una compra planificada y ajustada a las necesidades vamos a plantear dos posibilidades de uso para LICENCIAS DE INVESTIGACIÓN (para licencias de docencia y de proyectos fin de carrera mirar aquí).

Es necesario que el investigador haga una solicitud a los técnicos antes del 16 de Enero de 2013.

    1. Uso COMPARTIDO y no intenso
      • Serán para preparación y análisis de casos y pequeños cálculos, formación, test, etc.
      • Nunca para cálculo intensivo (más de una hora) y no esporádico. Para cálculo intensivo se usarán las licencias específicas de cálculo de Arina.
      • No se deberá de usar más de una licencia simultáneamente.
      • Si se planea usar StarCCM+ todos los días y varias horas todos los días deberá solicitar una licencia de uso exclusivo.
      • Al ser compartidas estarán disponibles dependiendo del uso de otros investigadores.

El Servicio adquirirá un pequeño número de licencias para uso compartido por los usuarios. Las limitaciones de estas licencias debido a su uso compartido y para no afectar a otros usuarios serán las mencionadas arriba.

  1. Uso EXCLUSIVO

Acceso/reserva exclusiva de una o varias de las licencia de StarCCM+. El investigador tiene el libre uso de la misma en la UPV/EHU. El coste de las licencias solicitadas es pagado por el investigador (beneficiándose del volumen y precio corporativo y volumen). Esta tarifa el 2012 fue de 300 € (esté año dependerá de las licencias solicitadas).

Solicitud

Sabiendo que estás serán las condiciones, y para poder comprar un número de licencias adecuado, se debe realizar una solicitud a los técnicos con una estimación de cuanto tiempo usaréis StarCCM+ durante el 2013.

Incluir en la solicitud la siguiente información:

  1. 1.- ¿Qué tipo de licencia voy a usar (compartida o exclusiva)?
    1. En caso de compartida qué uso voy a realizar de la misma (esporádico, habitual, diario, otro (indicar))
    2. En caso de uso exclusivo cuantas licencias.
  2. ¿Voy a usar el cluster de cálculo del Servicio, Arina?. En caso afirmativo, enviaré cálculos de forma esporádica, habitual, diaria, otro (indicar)
  3. Pequeño resumen (4-5 líneas) del uso que se le va a dar al programa.

 

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Renovación de licencias STARCCM+ 2013 (Docencia)

January 9th, 2013

El Servicio General de Informática Aplicada a la Investigación (Cálculo Científico) va a proceder a la renovación de las licencias del programa de CFD StarCCM+ para el año 2013. También podemos solicitar Licencias de docencia para asignaturas de la UPV/EHU para impartir clases y proyectos fin de carrera (para licencias para Inversigación (ver quí).

Es necesario que el docente haga una solicitud a los técnicos antes del 16 de Enero.

  1. Licencias de docencia
    Se deberá de remitir la siguiente información a los técnicos.

    • Número de alumnos.
    • Número de licencias (ordenadores en el aula).
    • Periodo y horario de las clases.
    • Nombre de la asignatura.
  2. Proyectos fin de carrera
    Se deberá de remitir la siguiente información a los técnicos.

    • Título del proyecto.
    • Periodo de realización.
    • Si hubiese colaboración con alguna empresa nombre de la misma.
    • Tras su finalización se deberá de remitir la memoria del proyecto a CD-Adapco.

 

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