Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

Dieses Thema im Forum "Netzwelt" wurde erstellt von Hardwarehunger, 30. Mai 2008 .

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  1. 30. Mai 2008
    Zuletzt von einem Moderator bearbeitet: 14. April 2017
    Computertomographie mit acht GeForce-GPUs
    Studenten bauen Desktop-Supercomputer

    Abseits von gesponserten Nvidia-Aktionen kommt das "GPGPU"-Computing langsam auch bei realen Anwendungen in Schwung. So haben belgische Studenten der Universität von Antwerpen aus Standard-PC-Bauteilen einen Rechner gebaut, der den Supercomputer der Universität aus dem Jahr 2005 deutlich schlägt. Gerechnet wird dabei mit vier Doppelgrafikkarten.

    Die Forschungsgruppe "ASTRA" (All Scale Tomographic Reconstruction Antwerp) der Universität von Antwerpen ist auf der Suche nach neuen Möglichkeiten, die Erzeugung von Bildern aus Tomographiedaten zu beschleunigen. Auch bei spezialisierten High-End-Systemen liegen die Rechenzeiten hier im Bereich von mehreren Minuten für ein Bild. Die Berechnung der 3D-Modelle, die man in Fernsehserien wie "Dr. House" als flüssige Animation sieht, während der Patient noch in der Röhre steckt, brauchen in der Realität oft Stunden für die Berechnung. Diese Zeiten hängen jedoch stark vom gewünschten Detailgrad ab.

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    Das Astra-Team will die Tomographie aber nicht nur für die Medizin brauchbarer machen, gedacht ist auch an andere Einsatzgebiete wie die Untersuchung von Diamanten auf Unreinheiten und Beschädigungen. Hier ist Antwerpen einer der größten Handelsplätze der Welt. Bisher ist Computertomographie nicht nur aufgrund der riesigen Apparate ein sehr begrenztes Forschungsgebiet, für das es abseits von Medizin und Materialprüfung im industriellen Umfeld kaum einen Markt gibt.

    Zumindest durch die inzwischen fast allgegenwärtige hohe Rechenleistung von PC-Komponenten zeigt sich hier Besserung. Den im Jahr 2005 für damals rund 3,5 Millionen Euro angeschafften Supercomputer "CalcUA" aus 512 Opteron-Prozessoren (Modell 250, Single Core) schlägt das Astra-Team inzwischen mit einem PC, der weniger als 4.000 Euro gekostet hat.

    Möglich wird das durch massiv paralleles Rechnen auf Grafikprozessoren. Acht der GPUs stecken in einem Towergehäuse, zusammen mit dem Rest des PCs. Es handelt sich also nicht um ein externes Spezialsystem wie Nvidias Tesla-Komponenten. So ganz normal ist der "Fastra" getaufte Rechner aber doch nicht, auch wenn er aus Standardkomponenten besteht.

    Die Basis ist ein MSI-Mainboard (K9A2 Platinum) mit AMDs 790FX-Chipsatz samt Phenom 9850. Für ein AMD-System entschieden sich die Forscher nur deshalb, weil sie im MSI-Board das einzige Modell auf dem Markt finden konnten, das über vier PCIe-x16-Slots verfügt, zwischen denen zudem ein doppelter Abstand vorhanden ist. Nur so passen die zwei Slots belegenden 9800-GX-Grafikkarten von Nvidia ins System. Diese Pixelmonster kaufte man auch gleich bei MSI, um nur einen Ansprechpartner für Supportfragen zu haben.

    Zwar geben die Wissenschaftler keine Werte zur Leistungsaufnahme des Systems an, sie dürfte unter Last den Komponenten nach gerechnet aber bei rund 1.000 Watt liegen. Das Astra-Team hat folglich auch ein Thermaltake-Netzteil mit 1.500 Watt Maximalleistung verbaut. Das einzelne Netzteil läuft den Angaben der Fastra-Erbauer zufolge auch unter voller Last des Systems absolut stabil, die GPUs werden mit Luftkühlung - allerdings bei offener Seitenwand des Rechners - bei Standardtakten nur 86 Grad warm.

    Geradezu spartanisch ist im Vergleich der Rest der Hardware: Eine 750-GByte-Festplatte und 8 GByte DDR2-Speicher reichen für die geplante Anwendung. Zwar hätten die Forscher gerne mehr Speicher verbaut, Module mit mehr als 2 GByte Kapazität erschienen ihnen aber noch als unverhältnismäßig teuer.

    Ebenso pragmatisch ist die Wahl der Software: Nvidias C-ähnliche Programmierschnittstelle CUDA unter Windows XP-64. Die Grafikprozessoren werden im Fastra-Rechner einzeln angesprochen, eine Verbindung per SLI ist nicht nötig und wird auch von CUDA nicht unterstützt. Die Parallelisierung der Rechenaufgaben erledigt dabei im Wesentlichen der Nvidia-Compiler.

    Mit dieser Ausstattung erreichen die Antwerpener zwar nur 12.603 Punkte im 3DMark06 (mit ausnahmsweise aktiviertem SLI), aber ums Spielen geht es hier auch nicht. Den Supercomputer CalcUA mit 67,4 Sekunden Rechenzeit für eine Rekonstruktion aus Scannerdaten schlägt Fastra mit 59,9 Sekunden.

    "Obwohl unsere Rekonstruktionstechniken sehr leistungsstark sind, haben sie einen bedeutenden Nachteil: Sie sind sehr langsam. Die 3D-Bilder, mit denen wir normalerweise arbeiten, können recht groß werden (typischerweise 1.024 x 1.024 x 1.024 Volumen-Elemente oder mehr), fortgeschrittene Rekonstruktionsmethoden können auf einem normalen PC teilweise Wochen an Berechungszeit brauchen", sagen die Astra-Forscher. Gegenüber einem einzelnen CPU-Kern ist nach den Ergebnissen der Antwerpener bei ihren Berechnungen eine GPU 40-mal schneller.

    Das Vision Lab der Universität Antwerpen plant bereits, einen ganzen Cluster an Fastra-Computer aufzubauen und damit eine Echtzeitrekonstruktion von großen 3D-Volumes zu ermöglichen.

    Quelle: Golem

    Forscher bauen Spar-Supercomputer für 4000 Euro

    Wissenschaftler der Universität Antwerpen in Belgien haben auf Basis von PC-Hardware in Kombination mit mehreren High-End-Grafikkarten einen kostengünstigen Supercomputer gebaut, der ihnen Berechnungen ermöglicht, für die sonst ein aus mehreren hundert PCs bestehender Cluster notwendig wäre.

    Der von Dr. Joost Batenburg und seinen Kollegen vom ASTRA-Labor der Uni Antwerpen realisierte Ansatz zeigt, wie leicht sich aktuelle High-End-Grafikkarten zweckentfremden und für Fließkommaberechnungen aller Art nutzen lassen. Die vergleichsweise hohe Leistung ihres "Desktop SuperPC" erreichen die Forscher mit Hilfe von vier Nvidia GeForce 9800GX2 Grafikkarten.

    Die auf den Karten verbauten insgesamt 8 Grafikprozessoren erreichen bei Fließkommaberechnungen mehr Leistung als ein Cluster aus mehr als 300 Intel Core 2 Duo Systemen mit 2,4 Gigahertz Taktrate. Dabei sind die Kosten mit knapp 4000 Euro deutlich niedriger und auch der Stromverbrauch fällt im Vergleich sehr gering aus.

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    {img-src: http://screenshots.winfuture.de/1212144494.jpg}​

    Die Forscher nutzen ihren neuen SuperPC zur Berechnung von tomographischen Modellen. Unter anderem werden damit die Scans von Computertomographen zu Hunderten zu einem einzigen dreidimensionalen Modell zusammen gefügt. Sie suchen damit nach Wegen, wie Tomographien schneller dargestellt und ausgewertet werden können.

    Die Hardware im Detail
    Die Hardware des Systems könnte auch bei dem einen oder anderen Hardcore-Gamer oder High-End-Enthusiasten daheim stehen. Es handelt sich um einen AMD-basierten PC, denn die Forscher konnten kein Intel-Mainboard finden, das vier Grafikkarten aufnehmen kann. Das System kommt übrigens ohne SLI aus, da das CUDA Programmiermodell von Nvidia die Grafikchip parallel rechnen lässt und keine Kommunikation zwischen den einzelnen GPUs nötig ist.

    Hier die Hardware des Systems im Details:

    • AMD Phenom 9850 CPU & Scythe Infinity Kühler
    • 4x MSI Nvidia GeForce9800GX2 Grafikkarte
    • 4x 2GB Corsair Twinx DDR2 PC6400 Speicher
    • MSI K9A2 Platinum Mainboard
    • Samsung Spinpoint F1 750 GB Festplatte
    • ThermalTake Toughpower 1500 Watt Modulasres Netzteil
    • Lian-Li PC-P80 Armorsuit case
    • Windows XP 64-bit

    Die Wissenschaftler um Dr. Batenburg haben ihren SuperPC mit ausführlichen Benchmarks getestet und fanden dabei heraus, dass der Rechner bei Fließkommaberechnungen sogar schneller Ergebnisse liefert als der von der Universität Antwerpen ebenfalls betriebene Supercomputer CalcUA. In dessen Inneren stecken 512 AMD Opteron Prozessoren stecken. Insgesamt wurden 2005 dafür 3,5 Millionen Euro investiert.

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    {img-src: http://screenshots.winfuture.de/1212144915.jpg}​

    Die Wissenschaftler informieren auf ihren Internetseiten sehr ausführlich über ihr FASTRA getauftes SuperPC-Projekt. In naher Zukunft werden Grafikprozessoren auch bei unseren Heim-PCs immer häufiger nicht mehr nur Grafikberechnungen vornehmen. Sie sollen zunehmend auch andere Aufgaben übernehmen, bei denen ihre hohe Fließkommaleistung ausgenutzt wird, so zum Beispiel zur Berechnung von Physikeffekten in Spielen oder beim Transkodieren von hochauflösenden Videos.

    Als Betriebssystem kommt auf dem SuperPC die 64-Bit-Variante von Windows XP zum Einsatz. Die Forscher entschieden sich dafür, weil sie acht Gigabyte Arbeitsspeicher ansprechen müssen und den bei der Verwendung von Linux wahrscheinlicheren Treiberproblemen in Verbindung mit den Nvidia-Grafikkarten aus den Weg gehen wollten. Vista wird von Nvidias CUDA noch nicht unterstützt.

    Quelle: Winfuture

    ums ein für alle mal klarzustellen:
     
  2. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    Was soll daran krank und teuer sein. Im Vergleich zu den Systemen, die da bisher genutzt wurden ist das echt ne Revolution und Nvidia zeigt ja u.a. mit Tesla wozu ihre Karten in der Lage sind.
    Und der Preis ist supergünstig, sowohl Hardware als auch Unterhaltungskosten von so einem System. Allein eine Karte für 3d Workstations kann mehr kosten als das ganze System.

    Da ist der PC kosten technisch ein Witz dagegen.
     
  3. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    4000 € ^^

    *haben will*

    8GB Arbeitsspeicher, 9850MHz Prozessor.... Geht ab ^^
     
  4. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    Naja nicht ganz, zumindest nicht für 180€
     
  5. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    alte ! 2005 hat der 3,5 millionen gekostet und jetzt bekommt man sowas für 4000 €=)

    ja und abends wenn keiner mehr da ist crysis mit der neuen grafik mod zocken die closed beta ist wa. auf platinum ultra titan grafik einstellungen=)
     
  6. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    mann den hätt ich auch gerne...aber ich würd windows XP 32bit verwenden.
    und windows XP erkennd doch nur 2.99 GB arbeitsspeicher maximal ne?
    naja wenn ich den hätte , dann wär ich glücklich
     
  7. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    kaufen nen 4000€ pc, haben aber nicht genug geld für ne gescheite lcd-unterlage...^^
     
  8. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    Naja 8GiG Ram sind da wohl etwas überfordert.

    Bei einer derartigen Leistung hätten sie evtl. doch auf einen Okta Core und etwas mehr Ram setzen sollen.

    Recht viel SPÜRBAREN Preisunterschied hätte es nicht gegeben.

    Aber kranke Sache, 1500W NT frisst schon ganz schön
     
  9. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    @lordosiris:
    Lol? Wieso?
    Der PC hat seinen Einsatzzweck - dazu braucht er GPUs - keine CPUs oder RAMs.

    Aber schon erstaunlich - wo man vor 3 Jahren noch 3,5 Millionen ausgeben musste, kann man heute (nach nur 36 Monaten Fortschritt) mehr Leistung für 3,5 Millionen weniger bekommen.

    Ich wart jetzt gerne nochmal 3 Jahre ............... ^^
     
  10. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    Wo ich vor ein paar Wochen gelesen hatte, dass Nvidia der CPU den Kampf ansagt, hab ich gesagt: jaja, eh klar... Wenn ich dann aber heute sowas hier lese, dann seh ich wirklich schwarz für die CPU. Das die Technik wirklich soo veraltet ist, hätte ich mir nicht gedacht.
    Wenn man 3,5 Mio. mit 0,004 Mio. € ... Preis-Leistung bei der CPU? Vergiss es. GPU ftw


    MfG

    SpyCrack
     
  11. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    sag das nicht so. das liegt einfach an der architektur. cpu und gpu haben je verschiedene hauptgebiete und nur weil die gpu da nen vorteil zeigt, heist das nicht, dass die cpu ausstirbt.
     
  12. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs


    bleib du mal bei deinem 32bit wenn du 8GB ram hast haha



    naja schon ziehmlich krass das man mit so einfachen sachen einen super computer bauen kann o0
     
  13. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    warum muss man spam eigentlich noch zititieren und mit noch mehr spam ergänzen?

    und jetzt nur um nicht selbst als spam abdeklariert zu werden: das kann man auch mit cpus machen: http://www.projectlan.de/news/HeimwerkerKing_baut_Supercomputer_mit_40_Kernen-1-1735.htm

    immer je nach einsatzzweck
     
  14. 30. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    Ist der Computer jetzt also dafür gedacht das man z.B. 3d-Animationen schneller berechnen kann??
    Hab ich das richtig verstanden??
    Ich meine mal gehört zu haben das Institute auch am Forschen sind ob man nicht 500 gig...etc. große Flash festplatten herstellt, welche dann gleichzeitig den Ram darstellen, sollen schnell genug sein oder so, hat da jemand was gehört??
    Hmm hoffe das ist jetzt kein spam wollte jetzt aber kein neues Thema veröffentlichen, wenn es dazu schon ein Thema gibt würde ich mich freuen wenn ich dahin verschoben werde, thx im voraus
     
  15. 31. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    also das der pc vor gerade mal 3 jahren unglaubliche 3,5 mio. gekostet hat ist schon krank und heute "nur" 4000 euro. wie die technik sich entwickelt ist einfach genial. ich will gar nicht wissen was alles im jahre 2050 sein wird
     
  16. 31. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    Für 3,5 Millionen kann man diesen Rechner 875 mal kaufen.. oder einen Supercomputer mit vergleichbarer Leistung. Meiner Ansicht nach ein richtiges Schnäppchen.
     
  17. 31. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs


    Wieso würdest du auf 32bit setzen? Weil du keine ahnung hast?
    Denn der Grund wieso sie auf 64bit setzen ist damit sie mehr als 2.99GB Arbeitsspeicher nutzen können, mal abgesehn von der generellen Performence steigerung des Quad Cores dank 64bit.
    Also wenn man keine ahnung hat, einfach mal die halten .
     
  18. 31. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    Hahaha guckt mal das Video der Magga is ja mal geil xD Was fürn geek...

    Aber zum Thema: Find ich echt beeindruckend! Vorallem der Preisunterschied und wie viel schneller das neue System ist im vergleich zum alten...
    Ich bin gespannt wie es in 10 Jahren aussieht.
     
  19. 31. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    "Weil du keine ahnung hast?"

    32 bit hat ne speicherbandbreite von exakt 4gb. alles andere ist gemurxt von windows - aber dass windows bei 4 gig eingebaut wenige rals 3 gig erkennt hab ich noch nicht gesehen. generelle performancesteigerung? es wird lediglich der befehlssatz theoretisch erweitert, aber die wurden bei 32 bit ja nichtmal ausgereizt - wozu auch.

    "Also wenn man keine ahnung hat, einfach mal die halten."
     
  20. 31. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    ähm ja woher erkennst du jetzt das das 32 bit xp ist ? ich seh da nix von wenn es irgendwo im text stehen sollte sry hab nicht alles gelesen

    Nur die wichtigen Sachen also sprich DIE HAMMER HARDWARE!

    Und das heut zu Tage das nötige nur noch 4000 € kostet ist schon der Hammer wenn man bedenkt vor 1 1/2 Jahren noch mehr als 3 Mille !
     
  21. 31. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    Nein, 32Bit Systeme gehen nur bis 3GB effektiv, 64Bit Systeme effektiv bis 7 so rum, welches OS is kak egal.
     
  22. 31. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    damit hier endlich dieses rumgeheule aufhört von leuten die keine ahnung habe

    Vista 64 Bit auch nur max 3GB RAM? - Seite 3

    2. post owned alles

    64bit kann bis zu 128GB RAM annehmen nicht nur 7 (lol)

    32bit kann 4GB nicht verwalten und darum kommt immer murks bei raus. man kann hoffen das man 3,5GB angezeigt bekommt
     
  23. 31. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    Was heisst hier theoretisch erweitert?
    Es ist nicht theoretisch sondern real und praktisch!.
    Ein 64Bit CPU kann "längere" Datensätze verarbeiten als ein 32bit.
    Wenn in einem zyklus(also takt) grössere und damit mehr datenmengen verarbeitet werden können dann bedeutet das auch dementsprechend schnellere Verarbeitung von Aufgaben. Und gerade in diesem Bereich(Berechnung von 3D-Objekten mit Hilfe eines Speziellen algorythmus | 2D->3D) ist die 64Bit Arichitektur sehr performence steigernd! Natürlich ist die Grundvorrausetzung dafür auch ein Programm was diese ausnutzt. Denk nochmal drüber nach was du geschrieben hast.

    PS: Den wert 2.99GB hab ich übernommen und NIE war von mir die Rede das, dass der maximal Wert von 32Bit ist.
     
  24. 31. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    dir ist schon klar, was der befehlssatz ist, oder?

    jnz jiz incr ... das ist der befehlssatz. bei 4 bit hats auch ne rolle gespielt, da es da theorethisch nur 16 befehle gibt, aber bei 32 bit sind schon 1024 - so viele befehle hat meines wissens kein prozzi.

    jetzt müsstest du auch wissen warum meine wortwahl auf theoretisch lag. man hätte sie erweitern können, brauchte man aber nicht da man eh genug platz hatte.

    das mit den größeren datenmängen ist mumpitz. klar muss der mehr daten bewältigen, schließlich hatter auch doppelt so viele zahlen aber was hinten rauskommt bleibt gleich.

    übrigens ist die länge des datensatzes bei 32 bit immernoch 4 gig - schonmal bei games auf den micrometer genau geschossen?

    woher greifst du eigentlich deine behauptungen?
     
  25. 31. Mai 2008
    AW: Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

    Sie müssen ja Wohl oder Übel die 64Bit Version nehmen müssen, weil die 4 Grafikarten schon alleine 4GB Ram zusammen habe werden.
     
  26. Video Script

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