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優(yōu)異專(zhuān)業(yè)卡降臨！CUDA市場(chǎng)總經(jīng)理專(zhuān)訪

    泡泡網(wǎng)顯卡頻道5月29日 近日NVIDIA舉行了一次專(zhuān)訪活動(dòng)，在活動(dòng)中NVIDIA公司CUDA市場(chǎng)總經(jīng)理Sanford Russell以及中國(guó)區(qū)公關(guān)經(jīng)理金洋為大家詳細(xì)講解了關(guān)于通用計(jì)算以及CUDA 4.0的一些相關(guān)技術(shù)，令大家充分了解到了CUDA 4.0在通用計(jì)算市場(chǎng)所具備的優(yōu)勢(shì)。

● NVIDIA公司中國(guó)區(qū)公關(guān)經(jīng)理金洋：

    Sanford Russell是負(fù)責(zé)GPU計(jì)算的全球總監(jiān)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是負(fù)責(zé)CUDA的。這次過(guò)來(lái)主要跟大家介紹一下CUDA4.0，再介紹一下CUDA這幾年在業(yè)界的變化，或者說(shuō)整個(gè)公司，包括一些大學(xué)、一些利用CUDA賺錢(qián)的公司怎么看CUDA的，一些最新的變化跟大家分享一下。

● NVIDIA公司CUDA市場(chǎng)總經(jīng)理Sanford Russell：

    謝謝大家今天來(lái)參加這個(gè)活動(dòng)。我是Sanford Russell，是CUDA的市場(chǎng)總監(jiān)。我從1997年就加入了NVIDIA公司，曾經(jīng)做過(guò)產(chǎn)品相關(guān)的工作，也做過(guò)開(kāi)發(fā)者，所以在這個(gè)職位之前有一些其他方面的經(jīng)驗(yàn)。從2007年開(kāi)始，我們就開(kāi)始了GPU計(jì)算方面的工作，當(dāng)時(shí)主要是了解客戶的需求，然后有逐步的架構(gòu)和軟件的進(jìn)行。大家如果有什么問(wèn)題，關(guān)于過(guò)去還有關(guān)于現(xiàn)在以及如何發(fā)展到今天這一步的問(wèn)題，都可以問(wèn)。

    我這個(gè)團(tuán)隊(duì)所從事的主要工作是圍繞著整個(gè)硬件的生產(chǎn)系統(tǒng)所有的這些開(kāi)發(fā)者、編程和合作伙伴，還有我們所支持的軟件開(kāi)發(fā)出來(lái)的語(yǔ)言對(duì)于GPU計(jì)算的支持，包括像C/C++、Fortran、Direct等等這些。這張圖就可以說(shuō)明我們?nèi)粘９ぷ鞯年P(guān)注內(nèi)容。

    三、四年之前，我們主要關(guān)注的工作是在語(yǔ)言、編譯器這一塊，最近一、兩年更多的工作放在了像數(shù)學(xué)庫(kù)，以及如何在整個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)成本的管理，特別是像娛樂(lè)集群，有些用戶會(huì)用非常多的GPU，可能是幾百臺(tái)，甚至可能是更大規(guī)模的集群，所以涉及到這上面兩塊，一個(gè)是集群的管理，還有工具和合作方、合作者這一塊有專(zhuān)門(mén)的團(tuán)隊(duì)來(lái)負(fù)責(zé)這方面的工作，隨著我們的產(chǎn)品和技術(shù)的成熟，這方面工作的量也會(huì)越來(lái)越大。

    上面所指的涉及到的是與軟件開(kāi)發(fā)公司之間的合作，這個(gè)在公司有另外一位高層來(lái)負(fù)責(zé)這方面的工作。針對(duì)于每一個(gè)具體的應(yīng)用行業(yè)，像油氣、制造業(yè)、金融、化學(xué)、生物等等，這些專(zhuān)門(mén)的行業(yè)都有專(zhuān)門(mén)指定的人和相應(yīng)軟件的開(kāi)發(fā)合作伙伴一起工作?，F(xiàn)在圍繞CUDA已經(jīng)有一個(gè)非常大的團(tuán)隊(duì)，一開(kāi)始只有4個(gè)人，現(xiàn)在有一個(gè)非常大的團(tuán)隊(duì)，而且是分屬不同的業(yè)務(wù)部門(mén)。所以GPU計(jì)算對(duì)于我們公司來(lái)說(shuō)是具有戰(zhàn)略性的，不僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，可是你看到的只是一個(gè)簡(jiǎn)單的東西，但是背后有很多的東西，包括軟件。

● NVIDIA公司中國(guó)區(qū)公關(guān)經(jīng)理金洋：

    NVIDIA并不像很多人認(rèn)為的那樣，只是簡(jiǎn)單地做Tesla，做CUDA，這是初期的事情。現(xiàn)在考慮真正讓用戶將GPU的硬件和CUDA集成在一起。我們做了很多管理工作，做了很多支持工具和溝通工作，使得我們這邊的支持和服務(wù)讓用戶真正可以方便的應(yīng)用到GPU，而不僅僅簡(jiǎn)單的說(shuō)這是一個(gè)卡，我們真正從頭到尾一步一步給用戶支持，讓他真正實(shí)現(xiàn)利用GPU的性能。

● NVIDIA公司CUDA市場(chǎng)總經(jīng)理Sanford Russell：

    這個(gè)是過(guò)去兩年當(dāng)中，我們開(kāi)展非常重要的工作方面，涉及到研究和教育方面。這對(duì)于現(xiàn)在GPU的工作來(lái)說(shuō)是非常重要的一塊，因?yàn)樵谖?、六年之前，可能這是比較新的領(lǐng)域，但是現(xiàn)在可以看到，已經(jīng)有很多大學(xué)他們已經(jīng)開(kāi)設(shè)了GPU的課程。右邊是CUDA的教學(xué)中心，中間這個(gè)是CUDA的研究中心，左邊是CUDA的卓越中心，卓越中心在中國(guó)有兩個(gè)。從這個(gè)上面就可以看出，現(xiàn)在整個(gè)CUDA的研究還有教學(xué)增長(zhǎng)非常迅速，規(guī)模也是越來(lái)越大。很多大學(xué)現(xiàn)在都有CUDA的相關(guān)課程，主要是使用C和C++語(yǔ)言，往往本來(lái)就有C語(yǔ)言的課程，現(xiàn)在再加入了與CUDA相關(guān)的內(nèi)容。全世界總共有400多家大學(xué)有與CUDA相關(guān)的教學(xué)課程，這樣從全世界的地域來(lái)說(shuō)有一個(gè)很好的覆蓋性，同時(shí)通過(guò)這些大學(xué)畢業(yè)出來(lái)的學(xué)生，他們都掌握了GPU編程的能力。

    這些是一些與CUDA有關(guān)的書(shū)，左下角兩本是新出的，叫《GPU COMPUTING GEMS》，書(shū)很厚，有800頁(yè)左右。大學(xué)的教授要編這些書(shū)，就請(qǐng)大家提交相關(guān)材料，后來(lái)提交的相關(guān)文章太多了，結(jié)果就編了兩本書(shū)，因?yàn)槿绻槐緯?shū)有1600頁(yè)就太多了，所以最終出了兩本書(shū)。

    從我們的角度來(lái)說(shuō)，有一點(diǎn)希望大家能夠非常清晰的認(rèn)識(shí)到，我們對(duì)于GPU計(jì)算的看法不是把CPU和GPU對(duì)立起來(lái)，應(yīng)該是CPU+GPU，從而實(shí)現(xiàn)非常好的的性能。為了實(shí)現(xiàn)非常好的的性能，就需要能夠充分利用CPU所有的核再加上GPU的能力。

    這就是GPU編程，對(duì)于GPU編程來(lái)說(shuō)，就是把里面這些關(guān)鍵的功能可以用GPU進(jìn)行加速的功能給挑出來(lái)，而這些應(yīng)用代碼現(xiàn)在主要都是用C語(yǔ)言來(lái)寫(xiě)的。為什么CUDA的C語(yǔ)言會(huì)有這么多的人去用？因?yàn)樗緛?lái)就是一個(gè)用的比較多的語(yǔ)言，我們所提供的是一個(gè)C語(yǔ)言的編譯器，使得這些編譯者可以直接對(duì)GPU進(jìn)行編譯。除此以外，我們有一些合作方他們提供的解決辦法，像PGI的解決辦法，他們的做法是類(lèi)似的，只是用的不是C語(yǔ)言，是Fortran語(yǔ)言?，F(xiàn)在主要用的比較多的是C語(yǔ)言和Fortran語(yǔ)言，而對(duì)于API來(lái)說(shuō)，處于非常低層，因此現(xiàn)在要通過(guò)編程來(lái)使用是比較麻煩的。但是我們相信隨著時(shí)間的推移，可能這一點(diǎn)會(huì)有所改善。但是無(wú)論對(duì)于API還是對(duì)于語(yǔ)言本身，我們對(duì)會(huì)對(duì)它進(jìn)行支持，這個(gè)是我的策略。所以現(xiàn)在支持的像C語(yǔ)言、C++、Fortran、OpenGL，還有Direct等等都有支持的，我們有合作伙伴在做.net的工作，這也讓我們感到非常振奮，因?yàn)檫@樣可以和微軟整個(gè)語(yǔ)言系列結(jié)合起來(lái)。

    這是我們的行業(yè)合作伙伴的圖片，大家可以看到，就從這個(gè)架構(gòu)上來(lái)說(shuō)，我們看垂直的行業(yè)，我們公司內(nèi)部的架構(gòu)上，也是把這個(gè)架構(gòu)跟這些垂直的行業(yè)匹配起來(lái)?，F(xiàn)在就行業(yè)和研究的覆蓋范圍已經(jīng)相當(dāng)大了，但隨著時(shí)間，我們希望把更多的行業(yè)和領(lǐng)域納入進(jìn)來(lái)，這樣就要求以支持更多的語(yǔ)言或者支持更多的語(yǔ)言特性或者添加庫(kù)，這些就是我們現(xiàn)在要開(kāi)展工作的地方。比較新的一個(gè)行業(yè)就是制造業(yè)，制造業(yè)本身也是非常重量級(jí)的行業(yè)，比如像汽車(chē)、飛機(jī)、火車(chē)，還有巴士、輪船等等，他們的設(shè)計(jì)很多都會(huì)用到這個(gè)軟件。

● NVIDIA公司CUDA市場(chǎng)總經(jīng)理Sanford Russell：

    簡(jiǎn)單講一下CUDA 4.0，這個(gè)是最新的版本。很快就會(huì)出貨，現(xiàn)在還是屬于RC的階段（發(fā)行候選的階段），等待著開(kāi)發(fā)者給我們提供一些建議。這個(gè)上面是我們出的各個(gè)不同的版本以及所針對(duì)的目標(biāo)，1.0主要是針對(duì)研究者和一些比較早嘗試使用的人。在2.0的時(shí)候，就增加了一些雙精度的library，主要是針對(duì)一些科學(xué)界的人士和一些HPC的運(yùn)動(dòng)。在3.0的時(shí)候，就有了更多的library，我們也有了開(kāi)發(fā)的工具，使得在這個(gè)階段就可以讓一些軟件的開(kāi)發(fā)者也開(kāi)始在使用。到4.0的時(shí)候，就使得整個(gè)使用更加的便利，所有的這些特性設(shè)計(jì)都有這一點(diǎn)考慮在內(nèi)。

    盡管CUDA 4.0有很多的特性，上面列出的三點(diǎn)對(duì)于現(xiàn)在的開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)是最為重要的。

    第一個(gè)就是虛擬地址。左邊這個(gè)就是原來(lái)的情況，對(duì)于原來(lái)的軟件來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)者得自己知道這個(gè)內(nèi)存到底在哪里。也就是說(shuō)，對(duì)于每一個(gè)內(nèi)存空間都有相應(yīng)的獨(dú)特的地址。到右邊這個(gè)新的4.0就不一樣了，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)存，還有顯存是有一個(gè)單一的地址空間。這個(gè)就好像一個(gè)圖書(shū)館一樣，你把一本書(shū)放進(jìn)去了，原來(lái)有幾個(gè)房間，你得記住到底在什么地方，現(xiàn)在就變成一個(gè)房間，所以對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，尤其剛剛用CUDA的開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，會(huì)變得簡(jiǎn)單一些。要強(qiáng)調(diào)的是，所有這些新的改進(jìn)特性都是基于我們所收到的客戶反饋，這就是為什么在CUDA C上面有這么快的轉(zhuǎn)變，我們收到反饋以后，做出一些調(diào)整，做出一些新的設(shè)計(jì)，新的設(shè)計(jì)讓他們?nèi)ピ囉?，再?tīng)他們的意見(jiàn)，然后出去的結(jié)果再去試，再讓整個(gè)市場(chǎng)受益。

● NVIDIA公司中國(guó)區(qū)公關(guān)經(jīng)理金洋：

    NVIDIA并不是閉門(mén)造車(chē)，我們CUDA之所以被這么多的用戶所接受，是因?yàn)槲覀冊(cè)陂_(kāi)發(fā)的過(guò)程中跟他們進(jìn)行溝通，他們的意見(jiàn)很大程度上都能在下一款的CUDA上得到改進(jìn)。所以CUDA的目的以及CUDA在研發(fā)過(guò)程中，都是以用戶的需求為最根本的問(wèn)題來(lái)解決。

● NVIDIA公司CUDA市場(chǎng)總經(jīng)理Sanford Russell：

    第二個(gè)特性就是GPUDirect v2.0，原來(lái)有多個(gè)GPU，希望在兩個(gè)GPU之間實(shí)現(xiàn)信息或者數(shù)據(jù)的傳輸，先需要把一個(gè)GPU的內(nèi)容傳到系統(tǒng)內(nèi)存里面，再?gòu)南到y(tǒng)內(nèi)存考到另外一個(gè)GPU，然后還要釋放系統(tǒng)內(nèi)存，所以整個(gè)過(guò)程還是比較復(fù)雜的。2.0的不一樣之處是實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在兩個(gè)GPU之間直接的傳輸，這樣顯然對(duì)于代碼來(lái)說(shuō)，相對(duì)來(lái)說(shuō)比之前要減少，而且速度也會(huì)加快。應(yīng)該說(shuō)所有的這些改進(jìn)都是以客戶需求為本的，所以所有的這些都是以客戶告訴我們他們需要什么，他們有什么問(wèn)題，我們來(lái)提供解決辦法，幫助客戶、幫助行業(yè)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

    現(xiàn)在可以看到，這個(gè)上面兩個(gè)版本的GPU Direct，1.0主要是同一個(gè)系統(tǒng)之間的；2.0是針對(duì)一個(gè)系統(tǒng)之內(nèi)。所以現(xiàn)在開(kāi)始解決這種非常大的集群之內(nèi)的問(wèn)題。

    接下來(lái)這張圖是Thrust，就是一個(gè)編程環(huán)境，類(lèi)似于C++里面的標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)，這里只不過(guò)是在GPU里面提供了這么一個(gè)Thrust。這是我們所支持的一種非常標(biāo)準(zhǔn)的C++的編程模式。原來(lái)是來(lái)自于NVIDIA的研究項(xiàng)目，我們支持的open google這個(gè)項(xiàng)目有一年多的時(shí)間，后來(lái)把它拿到了我們這個(gè)產(chǎn)品當(dāng)中，作為其中的特性之一。也很好的實(shí)現(xiàn)了CPU和GPU之間的合作，通過(guò)Thrust這個(gè)設(shè)計(jì)，可以讓更適合的處理器完成相應(yīng)的工作，主要看這個(gè)處理器有沒(méi)有能力完成這項(xiàng)相應(yīng)的工作而來(lái)分配這項(xiàng)任務(wù)。

    剛才只是簡(jiǎn)單的講了CUDA 4.0的三個(gè)特性，實(shí)際上有很多的特性，但我認(rèn)為這三個(gè)是最重要的，有助于大家理解CUDA 4.0一些比較新的地方。