Je leest:

Rekenrevolutie op gewone pc

Rekenrevolutie op gewone pc

Amsterdamse onderzoekers hebben de grafische kaart van een thuiscomputer omgetoverd tot sterrenkundig rekenmonster. De grafische kaart laat de pc nu 20 keer sneller rekenen aan grote sterrenhopen van 100.000 sterren.

Een interdisciplinair team van onderzoekers aan de Universiteit van Amsterdam heeft grootschalige astronomische berekeningen uitgevoerd op de processor van een grafische kaart in een gewone thuiscomputer. Door het efficiënt programmeren van de grafische processor zijn de onderzoekers in staat de computer met een factor 20 sneller te laten rekenen dan onder normale omstandigheden. Deze factor 20 komt voornamelijk ten goede aan de specifieke wetenschappelijke berekeningen die het onderzoeksteam (bestaande uit sterrenkundige Simon Portegies Zwart, informaticus Robert Belleman en informaticastudent Peter Geldof) uitvoerden.

De sterrenhoop NGC 1850 in de Grote Magelhaense Wolk staat op een afstand van zo’n 150.000 lichtjaar en bevat circa 50.000 sterren die allemaal zo’n 50 miljoen jaar oud zijn. Een dergelijke groep sterren kan nu, met behulp van grafische kaarten, zonder veel problemen worden doorgerekend. Hierbij worden de sterren niet gevisualiseerd, maar berekenen onderzoekers de sterbanen door hun onderlinge zwaartekracht. bron: NOVA. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Het blijkt dat iedereen die beschikt over een thuiscomputer met een moderne grafische kaart gebruik kan maken van deze enorme rekenkracht. In feite wordt dat al gedaan bij het spelen van spelletjes. Het animeren van rondvliegende bloedspetters, snel rijdende bolides en herkenbare gelaatstrekken, worden met behulp van de grafische microprocessor in de PC uitgevoerd. Deze rekenkracht is aanwezig in iedere moderne PC en blijkt nu ook bruikbaar te zijn voor het uitvoeren van grootschalig wetenschappelijk rekenwerk.

NVIDIA 8800GTX, de grafische coprocessor kaart die de onderzoekers hebben gebruikt bij hun berekeningen. bron: NOVA. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Peulenschil

Het simuleren van sterrenhopen of het zonnestelsel wordt plotseling een peulenschil. De trend van nieuwe besturingssystemen zoals Windows Vista om het gebruik van dergelijke grafische processoren te stimuleren, kan een revolutie in het wetenschappelijk rekenen veroorzaken. Door deze interessante ontwikkeling beschikt het computerlokaal op een lagere of middelbare school mogelijk volgend jaar al over meer rekenkracht dan de nationale Nederlandse supercomputer faciliteiten.

‘Het gaat hier met name om berekeningen aan de zwaartekracht van sterren en planeten onderling’, zegt Portegies Zwart. ‘De enorme rekenkracht die we met de experimenten hebben bereikt is vergelijkbaar met die van een supercomputer. Er is echter nog een speciaal voor dit doel gebouwde computer, GRAPE genaamd, die we niet hebben kunnen verslaan in snelheid, maar die is wel twintig keer zo duur als de grafische kaarten die wij nu hebben gebruikt.’

Supercomputer GRAPE-6 is speciaal gebouwd op het doorrekenen van de zwaartekracht tussen tienduizenden sterren. bron: prof. Jun Makino, Universiteit van Tokyo. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Met deze bevindingen wordt het mogelijk om op een gewone computer uiterst gecompliceerde berekeningen uit te voeren die tot nog toe alleen maar op grote supercomputers konden worden gedaan. Dat is goed nieuws, met name omdat grafische processoren de komende jaren hoogstwaarschijnlijk een enorme ontwikkeling gaan doormaken.

‘Het wordt dus allemaal alleen nog maar mooier.’, zegt Robert Belleman. ‘Gewone processoren zoals die gebruikt worden in een PC worden gemiddeld elke anderhalf jaar twee keer zo snel. Bij grafische processoren is dat al binnen negen maanden. En die rekenkracht kunnen we inzetten voor het oplossen van problemen op heel diverse gebieden. Er zijn al wetenschappers bij ons langs geweest om te zien of onze resultaten ook in hun onderzoeksveld toegepast kunnen worden.’

De grafische kaart die de onderzoekers hebben gebruikt is van het type NVIDIA 8800GTX. In theorie is deze kaart een paar honderd keer sneller dan een PC, maar het efficient programmeren van dergelijke hardware is moeilijk. Intussen zijn de onderzoekers al weer bezig hun snelheidsrecord te verbeteren.

Zie verder

Dit artikel is een publicatie van Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA).
© Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 23 mei 2007

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE