높은 병렬 그래픽 바카라 족보 클러스터 개발

국립 선진 산업 과학 기술 연구소 독립 행정 기관 [Yoshikawa Hiroyuki 회장] (이하 "AIST") 볼륨 그래픽협동 연구 기관[Title Length Muraki Shigeru]는 Mitsubishi Precision Co, Ltd [CEO Tatemitsu Takehiko] (이하 "M바카라 족보"라고 함)와 협력하여 "전통적인 바카라 족보 클러스터 시스템에 실시간 비디오를 추가 한 볼륨 그래픽 클러스터 (이하"VG 클러스터")가 개발되었습니다

최근에 계산 유체 시뮬레이션 및 3D 의료 이미지 처리와 같은 대규모 응용 프로그램볼륨 데이터를 처리하는 데 사용되는 경우가 증가하고 있지만 지금까지 고속으로 처리 한 결과 대규모 볼륨 데이터를 시각화 할 방법은 없었습니다 AIST와 M바카라 족보는 현재 바카라 족보에 고성능을 제공하고 있습니다그래픽 프로세서 (GPU)의 성능을 병렬화합니다프레임 중첩 장치" 대규모 볼륨 데이터의 계산 및 시각화를 실시간으로 수행 할 수있는 VG 클러스터 시스템을 개발하고 성공적으로 상용화했습니다

이 기술은 대규모 수치 계산의 계산 프로세스에 대한 즉각적인 시각적 모니터링을 가능하게하며, 계산 유체 시뮬레이션의 효율성과 3 차원 의료 이미지 처리의 효율성을 극적으로 향상시킬 것으로 예상됩니다

앞으로 우리는 공동 개발을 더욱 발전시키기 위해 VG 클러스터 기술을 다양한 분야에 적용 할 것이며 M바카라 족보는 VG 클러스터 시스템 및 관련 제품을 판매하기 시작할 것입니다

이 VG 클러스터 프로토 타입의 시연은 3 월 20 일 수요일에 일본 신흥 과학 및 혁신 박물관 (AOMI, Koto-KU)에서 개최됩니다1st 바카라 족보 클러스터 심포지엄(Corporate Exhibition)에서 개최 될 예정입니다

최근 바카라 족보 클러스터라는 기술이 전 세계적으로 주목을 받고 있습니다 초 고속 네트워크를 통해 많은 수의 개인용 컴퓨터 (바카라 족보)를 연결하십시오mpich와 같은 클러스터 소프트웨어를 설치함으로써 누구나 벤치 마크 성능을 능가하는 슈퍼 컴퓨터를 능가하는 병렬 컴퓨터를 만들 수 있습니다 그러나 수치 계산 만 사용하는이 바카라 족보 클러스터 기술을 사용하면 결과를 파악하기 위해 시각화를 위해 다른 워크 스테이션으로 데이터를 전송해야합니다

각 바카라 족보에 설치된 그래픽 프로세서 (GPU)의 기능을 병렬화하여 시각화 처리에 사용할 수 있다면 바카라 족보 클러스터에서 사용할 수 있습니다동시에 계산 및 시각화이것은 가능하게하고 처리 효율이 극적으로 증가합니다 그러나 일반 목적 네트워크와 바카라 족보 중앙 컴퓨팅 장치 (CPU)를 사용한 느린 병렬화는 각 GPU의 성능을 완전히 도출 할 수 없었습니다

바카라 족보 클러스터 사용자는 대학, 연구소 및 의료 기관과 같은 극도로 진보 된 연구에 관련된 기관으로 제한되므로 제조업체가 그러한 분야의 문제를 연구 할 수있는 경제적 위험이 크다 따라서 볼륨 그래픽 기술을 전문으로하는 AIST는 다양한 시뮬레이션 장치와 실시간 비디오 생성기를 개발하는 M바카라 족보가 전 산업 기술 연구소에서 "실시간 바이오 기능 정보 처리를위한 시각적 컴퓨팅 기술"과 같은 연구 예산을 사용 하여이 문제에 대한 연구를 수행했으며, AIST의 AIST의 공동도 부서 (VOLICATION RESTRAGIC SYSTEM) (VOLICATION DIVISION) (VOLICATION DIVISION) (VOLICATION DIVISION) (VG) (VG) (VG) 무리"

그래픽 처리의 병렬화화면 분할 방법and개체 분할 방법|는 새로 개발 된 프레임 중첩 장치를 사용하여 VG 클러스터의 혼합에 사용할 수 있습니다 프레임 중첩기는 각 바카라 족보의 GPU 출력을 1 기가비트 이상의 속도로 초당 1 기가비트 이상으로 입력 할 수 있으며, 객체의 "색상", "불투명도"및 "컨텍스트"를 고려하여 시각화 된 이미지를 출력 할 수 있습니다 바카라 족보 클러스터의 수치 계산 성능과 결합하면 계산 유체 역학 및 생물학적 기능 분석과 같은 실시간 시뮬레이션에 효과적입니다

이미지 생성 속도는 타겟팅 된 데이터의 크기와 스크린 크기에 따라 다르지만, 문제 크기에 따라 화면 분할과 공간 분할을 결합하여 VG 클러스터 시스템의 높은 확장 성으로 인해 실시간 계산 시각화 시스템을 구성 할 수 있습니다

앞으로 VG 클러스터 기술을 다양한 분야에 적용하기 위해 공동 개발을 더욱 발전시킬 것이며, 광범위한 지역 네트워크에서 각 사이트에서 VG 클러스터를 동작하는 시스템과 가상 현실에 사용되는 멀티 스크린 및 몰입 형 디스플레이를 지원하는 시스템을 개발하는 것을 고려할 것입니다

또한 M바카라 족보는 "VG 클러스터 시스템"또는 "프레임 중첩 장치 키트"를 각 대학, 연구소 등에 판매합니다

◆ 협력 연구 기관

AIST 지적 재산 라이센스를위한 산업-아카데미 정부 협력 부서에 배치 된 임시 공동 연구 기관 Volume Graphics Collaborative Research Institute는 AIST, M바카라 족보, Ochanomizu University 및 University of California, Davis와 공동 연구를 수행하고 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ VG 클러스터

특수 강화 된 볼륨 데이터 시각화 기능이있는 바카라 족보 클러스터 계산 유체 시뮬레이션의 실시간 처리 및 시각화에 적합합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 볼륨 데이터

단면 이미지를 쌓아서 구조를 가진 3D 이미지 이것은 컴퓨터 그래픽의 모양 표현 방법 중 하나이며, 형상의 표면 만 나타내는 다각형 데이터와 달리 물체 내부에 대한 정보를 포함 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 그래픽 프로세서 (GPU)

컴퓨터 및 워크 스테이션 용 비디오 생성을 전문으로하는 하드웨어 이전 비디오 컨트롤러는 기능 측면에서 극적으로 발전했으며 최근 GPU는 데이터 처리 능력에서 CPU (Central Processing Unit)를 능가했으며 일부 다각형 데이터 및 일부는 볼륨 데이터를 처리하지만 VG 클러스터는 두 가지를 처리 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 프레임 중첩 장치

바카라 족보 클러스터의 여러 바카라 족보에 의해 개별적으로 생성 된 부분 이미지를 결합하여 하나의 완성 된 이미지를 합성하는 하드웨어 장치 본체, 바카라 족보에 삽입 할 인터페이스 카드 및 케이블로 구성됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 첫 번째 바카라 족보 클러스터 심포지엄

이것은 2001 년 10 월 4 일에 시작된 바카라 족보 클러스터 컨소시엄이 주최 한 최초의 심포지엄으로, 경제, 무역 및 산업의 실제 컴퓨팅 프로젝트를 장려 한 새로운 정보 처리 및 개발 기관의 결과를 인수했습니다 (참조:http : //www바카라 족보lusterorg/)[참조로 돌아 가기]

◆ mpich

미국 및 미시시피 주립 대학의 Argonne National Laboratory가 공동으로 개발 한 병렬 컴퓨터를위한 메시징 커뮤니케이션 라이브러리 종종 바카라 족보 클러스터에 사용됩니다 VG 클러스터에도 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 동시에 계산 및 시각화

기존 시뮬레이션에서 주류 방법은 다른 그래픽 전용 컴퓨터를 사용하여 슈퍼 컴퓨터와 같은 수치 계산 결과를 시각화하는 것이 었습니다 VG 클러스터는 자신을 직접 계산하는 동안 언제든지 진행을 시각화 할 수있는 사용에 적합하므로 진행 상황에서 이상이 발견되면 즉시 시뮬레이션을 중지하고 다른 조건에서 다시 시작하여 작업 효율성을 극적으로 향상시킬 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 화면 분할 방법

하나의 바카라 족보에 화면의 일부를 채취하여 여러 바카라 족보에서 하나의 완성 된 이미지를 그리는 방법[참조로 돌아 가기]

◆ 객체를 분할하는 방법

부피 데이터 및 다각형 데이터를 파트로 나누고 부분 이미지에서 픽셀의 관점 관계를 사용하여 완성 된 이미지를 결합하는 방법, 각 부분은 단일 바카라 족보에 그려집니다[참조로 돌아 가기]