Belgische Fastra-pc met acht gpu's maakt duur cluster overbodig

Onderzoekers aan de Universiteit van Antwerpen hebben een desktop-pc uitgerust met vier dual-gpu-videokaarten. Door de ruwe rekenkracht te benutten is voor het construeren van 3d-beelden geen duur cluster meer nodig.

De onderzoeksgroep Astra richt zich op tomografie. Daarbij worden met behulp van een ct-scanner vanuit verschillende hoeken 2d-afbeeldingen gemaakt, die gecombineerd worden tot een doorsnede van een 3d-model. Daarmee kunnen bijvoorbeeld de inwendige organen in beeld worden gebracht. Bij de benodigde berekeningen om tot een 3d-model te komen, waarbij de data doorgaans bestaat uit 1024 dwarsdoorsnedes met een resolutie van 1024x1024 pixels, kan een cluster worden ingeschakeld.

Een cluster heeft echter de nodige nadelen: de kosten voor het bouwen zijn hoog, de apparatuur neemt een hoop ruimte in, vraagt het nodige onderhoud en is niet altijd beschikbaar. Omdat de berekeningen zich goed voor parallelle verwerking lenen, zochten de onderzoekers hun toevlucht tot moderne gpu's. Op een eigentijds moederbord werden vier MSI 9800GX2-kaarten geprikt en een programmeur ging aan de slag met Cuda, een set extensies op de C-programmeertaal waarmee de gpu's efficiënt aan het werk kunnen worden gezet.

Na een half jaar programmeren was de software gereed. Dankzij de 128 streamprocessors per gpu kunnen de 3d-modellen in enkele uren worden geconstrueerd, waar een desktop-pc met een quadcore-cpu enkele weken nodig zou hebben. Het systeem, dat door de onderzoekers 'Fastra' is gedoopt, zou volgens de onderzoekers net zo snel zijn als 350 moderne cpu's. Omdat voor de Fastra uitsluitend consumentenelektronica wordt gebruikt, kost het apparaat een relatief bescheiden vierduizend euro.

Inmiddels heeft het bedrijfsleven interesse in de Belgische constructie getoond. Zo wil Diamcad, een bedrijf dat actief is in de Antwerpse diamanthandel, de techniek inzetten om ruwe diamanten naar 3d-modellen om te zetten. Hierdoor kunnen de edelstenen efficiënter worden gespleten om uiteindelijk geslepen te worden. Joost Batenburg, actief betrokken bij de bouw van de Fastra, laat aan Tweakers.net bovendien weten dat de ontwikkelde software in een later stadium onder een opensourcelicentie beschikbaar zal worden gesteld, zodat ook andere onderzoekers de rekenkracht van moderne gpu's kunnen uitbuiten. Op hun beurt zoeken de Vlamingen nog een goede oplossing om het heetgebakerde 9800GX2-kwartet ook met een gesloten behuizing nog koel te houden.

Reacties (92)

[Amanoo]

1024x1024 is ook wel een aardige resolutie.
Net ietsje hoger in de hoogte dan mijn eigen schermpje.
en dat weer keer 1024. Hoe gaan we deze 3D megapixel noemen?

De onderdelen lijken mij ook wel grappig om Crysis op te doen

[Reactie gewijzigd door Amanoo op 23 juli 2024 18:48]

[.oisyn]

Hoe gaan we deze 3D megapixel noemen

Een voxel. Niets nieuws onder de zon . 1 Gigavoxel dus, want 1024x1024x1024

Pixel -> PICTure ELement
Voxel -> VOlume ELement (waarbij de 'x' een verdwaalde x is die uit "pixel" komt )

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 23 juli 2024 18:48]

[bluppfisk]

Ik dacht 'VOlumetric piXEL'

[samvanbrussel]

Correctie, 1 gibivoxel

[.oisyn]

Alsof een 5 megapixel camera exact 5.000.000 pixels heeft. Onder diezelfde logica kun je 1.073.741.824 voxels gewoon 1 gigavoxel noemen, en dat deed ik dan ook.

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 23 juli 2024 18:48]

[MAX3400]

Ietwat misleidende titel; een cluster, zoals dat bij veel andere bedrijven voor berekeningen wordt ingezet, is niet afhankelijk van 1 stopcontact, zeg maar. Als in de Fastra-PC een bepaald onderdeel defect gaat, kan je al je berekeningen wel gedag zeggen en op zoek gaan naar redelijk exotische consumentenelectronica ter reparatie. Dat de rekenkracht van de GPU's een bepaalde hoeveelheid andere "normale" machines kan vervangen, daar wil ik geheel in meegaan maar om nou te zeggen dat Fastra een echt cluster kan vervangen; daar is geen sprake van.

De site van Fastra zelf spreekt op geen enkel moment over vervanging van clusters, hoogstens over het feit dat hun GPU's gewoon erg veel rekenkracht hebben in vergelijking met normale CPU's.

[Tjark]

voor specifieke dingen dus wel handig, enne... voor 4k euro's per systeem zet je er toch gewoon 1 of 2 backup systemen bij? Das zijn de kosten dan niet als het toch 'zo belangrijk' is.

En als je hun site leest dan lees je dit:

Having eight graphics processors work in parallel allows this system to perform as fast as 350 modern CPU cores for our tomography tasks, reducing the reconstruction times from several weeks (on a normal PC) to hours.

Dus deze ene bak kan een cluster van 350 cpu's vervangen voor deze taak. Want de taak moet gedaan worden. De oplossing is een cluster van 350 of deze bak... dus is het een vervanging/equivalent voor een cluster.

[Reactie gewijzigd door Tjark op 23 juli 2024 18:48]

[Olaf van der Spek]

De oplossing is een cluster van 350 of deze bak...

350 cores, dat is dus 88 processors in 22 of 44 systemen.

[Verwijderd]

Voor zover ik weet is de 9800GX2 geen halfjaar oud. Hoe kan de programmeur dan een half jaar bezig zijn om het programma te maken?

Verder wel een interessante ontwikkeling. Ik vraag me alleen af welk 'normaal' moederbord 4 x PCI-e 16x lanes heeft

[Verwijderd]

Linkje uit artikel :

http://fastra.ua.ac.be/en/specs.html

En ik denk dat ze voor de software wel wat driver SDK's hebben gehaald bij Nvidia

[_Apache_]

Waarschijnlijk goede opschaling over de 2e GPU van Nvidia in combinatie met beginnen op een enkel GPU kaart. Tijdens het ontwikkelen wisselen naar de GX2.

[beany]

Misschien heeft NVidia die kaartjes wel geleverd omdat ze het een leuk project vonden? Schijnen ze vaker te doen...

[dark.druicca]

neen, is door een gewone computerwinkel gebouwd,
het stond op de site van de winkel
(ben er klant)

en het is een normaal moederbord met 4x pci-e 16x maar geen SLI,
en enkel de 790G chip van amd ondersteund deze

[ipaqlinux48]

Ze hebben bv. eerst 4 maanden aan het algortime bezig geweest (een klassiek C algoritme zeg maar) en bv. de laatste twee maanden het algoritme geport en getweaked naar de GPU.

[SECURITEH]

Idd, ze zijn de PC pas een paar weken geleden gaan bouwen.
Dit weet ik omdat er een topic met een aantal vragen hier over op het forum van Tomshardware.co.uk staat.

[Blokker_1999]

Development zal begonnen zijn met nVidia kaarten in het achterhoofd (ze hebben gebruik gemaakt van het CUDA framework), pas bij aankoop van het systeem zullen ze besloten hebben om voor 4x 9800GX2 te gaan. De vroege ontwikkeling kan gewoon op een systeem met 1 enkele kaart gebeurd zijn.

[.oisyn]

Idd, voor CUDA heb je een geforce 8 of hoger nodig. In feite kun je met een GF 8300 dus al aan de slag. Het zal niet snel zijn, maar het werkt wel. Door later over te stappen op meerdere en snellere GPU's zal je software automatisch omhoog schalen (afhankelijk van de schaalbaarheid van je algoritmen natuurlijk).

[iceheart]

nou, zeg dat niet te snel. ik vermoed dat zelfs die 8300 in sommige wetenschappelijke toepassingen jouw Q9450 er makkelijk uitfietst! (of had je nou een 3360? anyway.)

[IJs]

Daarnaast is CUDA volledig in Emulation mode te draaien, dat wil zeggen dat alle code die uitgevoerd zou kunnen worden op de GPU, ook op de CPU te emuleren is.

De enorme vertragingen even daargelaten is het op deze manier dus grotendeels mogelijk om vantevoren code te ontwikkelen die pas later op zo een systeem zou werken.

[bozotheclown]

met cuda was nvidia al langer bezig en cuda werkt ook op een 8800gtx, die er al wat langer is:)

[Moneta]

MSI Dus! K9A2 Platinum.. zal alleen niet alle draaien op x16 speed

[Atmosphere]

Ze hebben gebruik gemaakt van Cuda... een programeertaal voor Nvidia streamprocessoren. Deze werkte ook b.v. al op de 8800(GTS)...

De 9800GX2 is gewoon een stuk sneller, maar het ontwikkelen hoeft niet met eerder genoemde kaart gedaan te zijn..

[Jeroen Sack]

Zijn er al 3dmark records gebroken, moet toch lukken hiermee .

[Wiethoofd]

nee, is niet mogelijk!

het is een amd moederbord zonder SLI-chipset, dus alle 9800GX2's lopen parallel aan elkaar en niet in 'serie' zoals met SLI gepoogd wordt te bereiken

zie ook op de site voor de benchmark resultaten http://fastra.ua.ac.be/nl/benchmarks.html

@DaMarcus, nee, geen 33K, dat was ter vergelijking met het allersnelste 3DM06 systeem, Fastra haalde 'maar' 11,3K

[Reactie gewijzigd door Wiethoofd op 23 juli 2024 18:48]

[RRRobert]

hèhè, LOL om deze opmerking omtrent de benchmark scores:

De scores zijn niet bepaald hoog te noemen. Dit is zoals verwacht, hoofdzakelijk vanwege de ontbrekende SLI communicatie tussen verschillende grafische kaarten. Hoewel we natuurlijk wel gehoopt hadden dat de resultaten wat beter zouden zijn, zodat we daar gebruik van konden maken wanneer onze baas niet aanwezig is.

[bozotheclown]

het is wel mogelijk, alleen is het zo dat nvidia in haar drivers een dergelijke mogelijkheid blockt.

sli kan zonder bridge en zonder nvidia mobo chipset, zodra nvidia dat in haar drivers toestaat.

[DaMarcus]

Nee, want deze kaarten zitten op een CF-moederbord. SLI is dus niet mogelijk en daar verlies je flinke performance mee.

Maar men haalde wel 33K in 3DM06

[darthdrinker]

Wow wat een mooi resultaat, go België! Erg goed om te zien hoe er met behulp van relatief goedkope consumenten elektronica dit soort goed werk kan worden verricht. Als ik NVidia was sprong ik hier als een dolle hond op om hiermee reclame te maken voor hun producten. Gebruikt worden in de medische wereld is toch erg prestigieus zou ik zeggen.

Goed resultaat en leuk dat dit succes breed wordt uitgemeten op T.net!

[wimwest]

Nvidia verkoopt zelf al zgn. high performance computer systemen met 2 of 4 gpu's. Zie http://www.nvidia.com/object/tesla_computing_solutions.html. Deze systemen moet je via een PCI express connector aan je computer koppelen. Zij hebben het koelprobleem zeer waarschijnlijk al opgelost. Ze zijn alleen wat duurder als de hardware van de Belgische onderzoekers (v.a. $5000). Er zijn ook andere bedrijven die soortgelijke oplossingen leveren.

[kjoost]

Let wel, voor die $5000 heb je dan 2 GPU's...

[wimwest]

Maar wel met 6 GByte geheugen voor de GPU erbij.

[Teun_2]

Toch mooi om te zien hoe een kleinere universiteit als die van Antwerpen toch een mooi project kan opzetten.

[Verwijderd]

"Daarbij worden met behulp van een ct-scanner vanuit verschillende hoeken 2d-afbeeldingen gemaakt, die gecombineerd worden tot een doorsnede van een 3d-model. Daarmee kunnen bijvoorbeeld de inwendige organen in beeld worden gebracht."

een techniek die loften heet.

[Kenhas]

Ik kan er niet aan doen maar aan het feit dat ze die computer gemaakt hebben, vind ik dus helemaal niets speciaals. Iedereen die hier op deze site zit, kan deze pc samenstellen

Het nieuws over die software vind ik interessanter en zeker het feit dat de software als opensource beschikbaar zal gesteld worden.

Ze hadden misschien beter voor 4000 euro ps3's gekocht. Gingen ze nog een hoop rekenkracht meer hebben

[David19x]

Het nieuws gaat er ook niet om dat ze zo een pc hebben, maar wat ze ermee doen en waar ze hem inzetten.

[DingieM]

Denk toch dat 10 PS3'tjes het zouden afleggen, als de beoogde algoritmes zonder conversie routines uitgevoerd zouden kunnen worden.

Net zoals Folding@Home zijn de GPU's duidelijk sneller (vooral ATI), maar ondersteunen een stuk minder verschillende typen algoritmen.

Ben toch wel benieuwd hoe snel 8 ATI FireGL's 8xxx (op basis van RV670) de algoritmen zouden kunnen uitvoeren. Aangezien 1 professionele RV670 de vloer aanveegt met 1 professionele G80 van nVidia. Zie www.3dprofessor.org.
De kracht zit hem in de 320 streamprocessors en de programmeerbaarheid.

[massareal]

mmm, als ze deze kast met 4 kaarten met wat extra fans voorzien en op een moederbord met nvidia 790i-chipset nemen, dan koelt deze redelijk. Enkel zal de interval met de powersave modus verlaagd moeten worden, dan krijgt deze sneller de mogelijkheid te koelen.

reviews: Asus Striker II Formula en drieweg sli getest

MIsschien dat striker III wel een goede optie wordt.

[g4wx3]

Wat een dude op dat filmpje.

Ik vraag me af waarom T.net niet het nederlandstalige filmpje eronder zet.
Dat is zoveel prettiger om naar te luiseren. Check het maar na op de site.

Voor nederlanders zal het wel vlaams klinken, ik vind de gast toch veel aangenamer, en proffesioneler praten.

Maar verder is dit dus gewoon een nieuw projectje dat binnencord op sourceforge verschijnt.
Bijzonder is dat het gebruik maakt van de GPU.

Hoewel het wel een intressant project is. Zou fantastisch zijn als je in 2020 met een digicam je huis 3D kan scannnen, en dan virtueel in rondwandelen. (denk aan museum bezoeken via internet!) Youtube3DvirtualTour, gelinked aan google earth.. Virtueel inbreken bij je buren krijgt dan een nieuwe betekenis

[Reactie gewijzigd door g4wx3 op 23 juli 2024 18:48]