１０万円＋αのスーパーコンピュータ

個人でスパコンを使う時代が始まっている。なんともすごいことになってきた。これはエイプリルフールのホラ吹き記事ではない。（笑）

掲載画像はNVIDIAの「GeForce 9800 GTX」である。パソコンでリアルタイム・グラフィックスを美しく表示させるためのアクセラレータとして３万円ほどで売られている。（価格ドットコムで検索）プロセッサのコアはなんと128個も内蔵されている。この性能をグラフィックスのためではなく科学計算を行う並列計算のために利用するのだ。

先日法人向けパソコンについて「100万円のスーパーコンピュータ」という記事でGPUコンピューティングを紹介したばかりだが、今日紹介するのは個人ユーザーがGeForceのようなグラフィック・アクセラレータを使って実現できるスーパーコンピュータだ。つまり１０万円程度のスパコンである。

NVIDIA社が提供するGPUコンピューティングの開発キットのCUDAはTeslaだけでなくゲーム専用パソコンに搭載されているGeForceシリーズにも対応しているのがポイントだ。CUDAがサポートしているモデルはこのページで確認できる。性能の低い４千円くらいのものから数百のコアを内蔵した８万円くらいのものまで売られている。これが「＋α」に相当する金額だ。

スパコンの性能を決めるのはプロセッサーコア数とプロセッサークロック (MHz)だ。たとえばGeForce GTX 280だとプロセッサーコア数は240で、プロセッサークロックは1296 MHzとなる。240個のGPUで並列計算が実行されるのだ。ちなみにこのアクセラレータカードは（性能がいいだけ高価で）8万円ほどである。

つまりPCI Express x16 (PCI Express 2.0)のスロットを搭載している比較的新しいパソコンであれば、CUDAが動くGeForceカードが使えるのでGPUコンピュータを構成することができるわけである。カード自体が大きいので筐体はタワー型になる。

条件を満たすパソコンで格安のものを検索してみた。たとえばマウスコンピュータの以下のモデルだと「OSなし」で９万円ほど。（PCI Express x16の空きスロットが３つのモデル）これにGeForceの値段が上乗せされる。

MDV ADVANCE ST 6300B
http://www.mouse-jp.co.jp/desktop/advs/spec.html



このような個人用GPUスパコンの実際の様子は、試していらっしゃる方が何人かいらっしゃるようなので、その方々のページをご覧いただきたい。個人でスパコンを持つ時代はもう始まっていることがよくわかる。

YouTubeで「GPU」をキーワードとして検索するとたくさんの動画がヒットする。GPUコンピューティングのパワーを見せつけられるものを１つだけ紹介しておこう。これはN個の天体がお互いの引力の影響で動く「N-体問題」のリアルタイム・シミュレーション映像だ。ここで注目すべきなのはグラフィックス性能ではなく計算性能であることは言うまでもない。




なお、このようなGPUコンピュータを作る場合、GeForceやTeslaなどのGPUモジュールの発熱と消費電力には十分注意すべきである。高性能なGPUモジュールであるほど発熱と消費電力は大きくCPUファンや電源ユニットを大型のものに付け替えないとパソコンがオーバーヒートして壊れてしまうこともあるからだ。

次の動画で紹介するFASTRAというシステムではGeForceのグラフィックス・カードを使って構成したスーパーコンピュータの実演をご覧いただける。



このFASTRAというシステムの詳細は以下のページを参照いただきたい。

FASTRA
http://fastra.ua.ac.be/en/index.html

GPUコンピュータの登場でPCクラスター技術をベースとしている「とねスパコン計画」は無意味に思えてしまうと思われるだろうが、そんなことはないPCクラスタやMPI開発環境の実験としての意味はそのまま行き続けるのだ。負け惜しみではない！（笑）

とねスパコン(2009年4月1日現在):


余裕がでてきたら「とねGPUスパコン計画」も始動させるつもりだ。

参考リンク：

KNOPPIX for CUDA Tutorials(インストールなしに超高速計算が体験できる。)
http://www.yasuoka.mech.keio.ac.jp/cuda/

CUNBODY-1 library Homepage (素晴らしいシミュレーション動画が見れる。)
http://progrape.jp/cs/

Ubuntuでスパコン
http://anoda.cocolog-nifty.com/mad/2009/03/ubuntu-4c78.html

Ubuntu8.04(amd64)にCUDAをインストール
http://www.tyzoh.jp/community/kkato/2009/03/17_113032.html

NvdiaのCUDAで実装されたGPU CHESS
http://d.hatena.ne.jp/mkomiya/20080813/1218554904

分子動力学(MD)計算プログラム
http://handasse.blogspot.com/2009/03/cuda.html

cuda 2.1を試してみる
http://yasu-2.blogspot.com/2009/02/cuda-21.html


以下は動画変換系のページ：

DGAVCDecNV Version 1.0.13 （CUDA 版 DGAVCDec）
http://d.hatena.ne.jp/avisynth/20090310/1236697319

あいのパソコンあそび TMPGEnc 4.0 XPress～CUDA
http://masakochan934.blog77.fc2.com/blog-entry-64.html

ATOM 330　+　GF8400GS CUDA 続編 　CUDAはやっぱり凄かったｗ
http://botukikaku.blogspot.com/2009/03/atom-330gf8400gs-cuda-cuda.html

CUDAでレイトレリアルタイムアニメーション
http://noridon.seesaa.net/category/5430830-2.html

「TMPGEnc」のフィルタ/デコーダに「CUDA」を実装
http://av.watch.impress.co.jp/docs/20081030/pegasys.htm

SpursEngineボードの動画変換、CPUよりも格段に速い
http://pc.nikkeibp.co.jp/article/news/20081029/1009250/

SpursEngine + CUDA

http://www.f-wind.co.jp/archives/it-system-service/serverclient/0901251.php

http://ellene2.blog73.fc2.com/blog-entry-15.html

http://boot-capture.blog.so-net.ne.jp/2009-02-23-1


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