Şu anda mevcut olan GPU'lar çift duyarlıklı kayan noktalı aritmetiği destekliyor mu?

GROMACS moleküler dinamiği (MD) kodunu çalıştırdım24 Intel Xeon CPU içeren düğümlerden oluşan bir Ubuntu Linux kümesinde . Özel ilgi alanım kayan nokta aritmetik hassasiyetine biraz duyarlı olduğu için, çift hassasiyetin daha yüksek hesaplama maliyetine rağmen GROMACS'ı tek hassasiyet yerine çift hassasiyetle çalıştırmak zorunda kaldım. Küme üzerinde, GROMACS'ı çift hassasiyetle derledim.

Bazı GPU'ları satın almayı düşünüyorum, çünkü CPU'lara bir hız artışı ("GPU hızlandırma") olabilir. Ancak, çift hassasiyetli aritmetik yapmamı sağlayacak bir GPU'ya ihtiyacım var. Bu tür donanımların ticari olarak bulunup bulunmadığını biliyor musunuz? Bir GROMACS posta listesinde son yazılan çift duyarlıklı GPU'lar piyasada mevcut olmadığını göstermektedir:

Donanım henüz [çift duyarlıklı aritmetik] desteklemiyor AFAIK.

Bu Wikipedia sayfası , verimsiz olabileceğinden çift duyarlıklı GPU'ların nadir olduğunu göstermektedir:

Kayan noktanın Nvidia GPU'lar üzerindeki uygulamaları çoğunlukla IEEE uyumludur; ancak bu tüm satıcılar için geçerli değildir. Bunun bazı bilimsel uygulamalar için önemli olduğu düşünülen doğruluk sonuçları vardır. 64-bit kayan nokta değerleri (çift kesinlikli float) CPU'larda yaygın olarak bulunurken, bunlar GPU'larda evrensel olarak desteklenmez; bazı GPU mimarileri IEEE uyumluluğunu feda ederken, diğerleri tamamen çift kesinlikten yoksundur. GPU'larda çift kesinlikli kayar nokta değerlerini taklit etme çabaları olmuştur; bununla birlikte, hız dengelemesi, hesaplamayı öncelikle GPU'ya boşaltmanın herhangi bir faydasını reddetmektedir.

Bu NVIDIA Tesla sayfası , grafikteki "Tepe çift kesinlikli kayar nokta performansı" referans alınarak çift kesinlikli hesaplamaların olabilir , aslında, bu GPU'larda (daha yüksek hesaplama maliyetle olsa) yapılabilir.

Peki, neye inanmalıyım? Bu sorunla ilgili herhangi bir deneyiminiz var mı?

Çift hassasiyet, yeni GPU'larda oldukça yaygındır. Örneğin, ViyanaCL'yi çift hassasiyetle çalıştırma sorunu olmayan bir NVIDIA GTX560 Ti (bilgisayar söz konusu olduğunda oldukça düşük uç) var. Buradan (bölüm 4) GTX4xx'den itibaren tüm NVIDIA kartlarının doğal olarak çift hassasiyeti desteklediği görülmektedir.

Ben GROMACS bilgilerinin sadece modası geçmiş olduğunu tahmin ediyorum.

SM 1.3 (Tesla / GTX2xx) veya daha iyisine sahip her GPU'da donanım çift hassasiyet desteği vardır. Fermi mimarisi ile başlayan Quadro ve Tesla varyantları, tüketici Ge Force modellerinden daha iyi çift hassasiyetli desteğe sahiptir.

Garip olan şey, Kepler K20 / K20x'te Tesla farklılaşmasını geliştirmek için Ge Force Kepler / GTX6xx çift hassasiyetli desteğin GeForce Fermi / GTX5xx desteğinden daha düşük olmasıdır. Tuhaflığı bir araya getiren Tesla K10s, Ge Force düzeyinde çift hassasiyet desteğine sahiptir. Ve son zamanlarda, bu, tam çift hassasiyetli desteğe ve şimdiye kadar sadece Tesla modellerinde bulunan birçok CUDA özelliğine sahip Ge Force GTX Titan'ın piyasaya sürülmesi ile tam bir kargaşaya dönüştü. Bir GTX Titan'ın maliyeti yaklaşık 1.000 dolar - çığlık atan bir pazarlık IMO'su.

Takip mesajını GROMACS posta listesinden de okumalısınız: http://lists.gromacs.org/pipermail/gmx-users/2013-April/080604.html . MD'deki GPU uygulamasının çift hassasiyet kullanımını karşılaştırılabilir ölçüde destekleyip desteklemediği, en azından donanımda çift hassasiyetin bulunup bulunmadığı kadar önemlidir.

Bu tartışmaya göre , Tesla ve Titan GPU'lar çift hassasiyet için en uygun olanlardır (Nvidia GPU'ların).

Örneğin Wikipedia'daki Nvidia GPU'ların listesine bakmak (AMD GPU'lar için benzer bir tablo burada ) ve tek ve çift hassasiyetli işleme gücünü (GFLOP'lar açısından) karşılaştırmak, çift hassasiyetli performansın tek hassasiyetin yarısından çok daha küçük olduğunu görüyor diğer çoğu GPU için performans. Örneğin, GTX 900 serisi için, makalede çift hassasiyet performansının tek hassasiyet performansının 1 / 32'si olduğu belirtilirken, bu Wikipedia makalesinde GTX 700 serisi için çift hassasiyet performansının tek hassasiyetin 1 / 24'ü olduğu belirtiliyor performans ( tek hassas performansın 1 / 3'ü kadar yüksek olabilen Titan hariç ).