Boltzmann Initiative, az AMD HPC-s kényszerpályája
Az eddig marginális szereplőnek számító AMD ismét célba vette a HPC piacot. A FirePro kártyákban lapuló képességek végre rendesen kiaknázhatóvá válnak, miközben a fejlesztőkről sem felejtkeztek meg. Az új eszközök segítségével könnyen portolható lesz a CUDA-kód, de mit fog szólni mindehhez az Nvidia?
A legfrissebb TOP500-as lista alapján az AMD egyre rosszabb pozícióban van a szuperszámítógépek piacán. CPU-k szempontjából ez nem meglepő, hisz a vállalat évek óta nem jelentkezett számottevő fejlesztéssel, ami legkorábban 2017-ben változhat. Ennek eredményeként mára 21-re apadt az Opteronokat használó konfigurációk száma az 500 gépre vetítve. Ennél meglepőbb, hogy a FirePro kártyák részesedése rosszabb, hisz a 104 darab, valamilyen gyorsítót alkalmazó konfigurációból csupán három használja az AMD megoldását.
Nyerd meg az 5 darab, 1000 eurós Craft konferenciajegy egyikét! A kétnapos, nemzetközi fejlesztői konferencia apropójából a HWSW kraftie nyereményjátékot indít.
A problémát elsősorban nem a hardver jelenti, hisz az AMD GCN mikroarchitektúrája, illetve az arra épülő GPU-k alkalmasak a HPC feladatok gyorsítására, sőt ezen a téren több esetben az Nvidia termékeinél nagyobb tempóra képesek. Utóbbi megállapítás ugyanakkor csak feltételes módban állja meg a helyét, ugyanis megfelelő szoftveres támogatás hiányában sok esetben nehéz kipréselni a hardverből az abban szunnyadó teljesítményt. Ennek következménye, hogy a fejlesztők szívesebben választják a konkurencia Tesláit.
A 2007-ben lefektetett CUDA nagyban hozzájárul az Nvidia sikereihez. A zárt, specifikusan csak saját GPU-kra optimalizált API-ba rengeteg erőforrást pumpált a vállalat, mely idővel meg is térült. Ezt jól szemléltetni, hogy per pillanat az Nvidia kártyái nagy előnnyel vezetik a feljebb említett 500-as lista gyorsítókra levetített, egyre csak bővülő csoportját. Mindeközben az AMD teljes erőbedobással a nyílt OpenCL-re fókuszált, mely hardverek szempontjából ugyan rugalmasabb, de ebből (is) fakadóan nehezebb kihozni adott gyorsítóból a megfelelő tempót.
Ezen próbál változtatni az AMD napokban bejelentett, Boltzmann Initiative nevű eszközcsomagja, ami 2016 első negyedévében válik elérhetővé. Ez az OpenCL-hez vagy a HSA-hoz hasonlóan a CPU és a GPU (elsősorban diszkrét) számítási teljesítményét egyaránt képes kamatoztatni, azaz támogatja a heterogén végrehajtást.
A kezdeményezés egyik első eredménye egy 64 bites headless Linux meghajtóprogram és a HCC (Heterogeneous Compute Compiler), ami egy klaszterszintű HSA futtatási infrastruktúra HPC környezethez. Az AMD által csak HSA+ névre keresztelt megoldás a korábban megismert HSA-ra épít, illetve használja fel annak elemeit a diszkrét GPU-s végrehajtás támogatására kihegyezve. A HSA és a nyílt forrású HSA+ kiegészítő nem átjárható, hisz előbbi az APU-kra és a különféle heterogén végrehajtásra képes processzorokhoz lett kifejlesztve. Ez tulajdonképpen az AMD egyik, a CUDA 6-ra adott válaszának is tekinthető, mely API már képes a processzorok és a diszkrét GPU-k címtereinek egyesített kezelésére. A HCC C++ fordítójának célja a fejlesztés egyetlen fordítóval, illetve forrásfájllal való leegyszerűsítése, a CPU-k és a GPU-k azonos nyelven történő, hatékony kiszolgálása mellett.
Ennél érdekesebb a HIP (Heterogeneous-compute Interface for Portability), melynek segítségével a CUDA-ra írt alkalmazásokat lehet könnyen átültetni. A HIP gyakorlatilag a HCC és CUDA közötti szakadékot próbálja áthidalni CUDA-szerű szintaxissal, melynek segítségével a fejlesztők az Nvidia API-jának ismeretében könnyen fejleszthetnek az AMD eszközeire. Ehhez kapcsolódhat a HIPify nevű eszköz is, mely forrás-forrás konverziót végez.
Utóbbi segítségével a CUDA kódok nagyjából 90%-a automatikusan átkonvertálható, azaz csupán a fennmaradó 10% igényel kézi konvertálást. Az AMD reménye szerint ezzel a már meglévő, a konkurencia termékeire írt alkalmazások könnyen átültethetőek lesznek HCC-re, így kiaknázhatóvá válik a FirePro kártyák által kínált esetenként nagyobb számítási teljesítmény.
Itt az API, hol az API?
Az AMD valószínűleg nem a közelmúltban láthatta be, hogy csupán az OpenCL-re támaszkodva nem sokra viszi az egyre növekvő HPC szegmensben. A vállalatnak régóta szüksége volt egy hatékony megoldásra, amivel jobban kiaknázhatja a GPU-iban rejlő lehetőségeket, a most bejelentett HCC erre kínálhat megoldást. Az cég tetemes késésben van az Nvidia megoldásához képest, ugyanakkor a HIP-pel még erre is gondoltak. Ez ugyanakkor felveti a kérdést, hogy az Nvidia mit fog szólni mindehhez? Amennyiben a szoftveres újítások elnyerik a fejlesztők illetve a vásárlók tetszését, úgy nem zárható ki, hogy az AMD kissé pimasz megoldása miatt végül bírósághoz fordul az Nvidia.