NI LabVIEW 正式參與 Supercomputing Analytics Challenge

本文作者:admin       點擊: 2008-12-22 00:00
前言:
NI 已於最近名列 2008 Supercomputing Conference Analytics Challenge 的合作名單之中,將以 NI LabVIEW 圖形化系統設計 (GSD)  平台進行高效能運算 (HPC) 的相關作業。針對複雜的超級運算 (Supercomputing) 應用,此份名單更代表了多款創新的解決方案。為了因應高競爭性的環境,NI LabVIEW 研發團隊提出相關技術文件,只為了能建立多核心程式設計的基準,並進一步建立歐洲超大型望遠鏡 (European Extremely Large Telescope,E-ELT) 的即時控制系統,以期解決此歷史性的運算難題。

NI CEO 兼總裁 Dr. James Truchard 即表示:「從 LabVIEW 問世超過 20 年來,NI 即致力推廣平行的程式設計概念,而如今能夠名列此專案的合作名單之中,更證明了平行架構的未來性;我們很高興能夠參與此項挑戰。」「除了要讓 E-ELT 團隊真正體驗到 LabVIEW 的高效能計算能力之外,也更證明 NI 已成為即時控制應用的佼佼者。繼參與目前最重要的 2 項科技挑戰:德國馬克斯普朗克機構 (Max Planck Institute) 的等離子物理 (Plasma Physics) 研究,與歐洲核子研究組織 (CERN) 的粒子加速研究之後,此超級運算專案將讓 NI 完成主要解決方案的最後 1 塊拼圖。

於美國德州奧斯汀所舉辦的超級運算大會 (Super Computing 08,SC08),為 2008 年 11 月 15 日到 21 日共 7 天會期,亦同時搭配 Analytics Challenge 共同舉辦。Analytics Challenge 每年均為學者與產業代表舉辦相關論壇,為了能夠逐年完備高效能運算的解決方案,如完整的運算方式、巨型資料集的處理作業,還有創新的分析與視覺化技術。

在 Analytics Challenge 的邀請之下,NI 工程師針對歐洲南天天文台 (European Southern Observatory,ESO) 的 E-ELT 專案,說明重要的技術突破。雖然 E-ELT 目前仍處於概念驗證 (Proof-of-concept) 階段,且若一旦正式開始興建,則將成為世界最大的天文望遠鏡。ESO 欲進一步採用更高比例的現成 COTS 解決方案,以控制 E-ELT 共 5 組主鏡中的 2 組。此座望遠鏡的主動 (Active) 鏡面直徑可達 42 公尺,共由 984 組 6 角形的分節鏡面所構成,即便在多風的天氣狀態中,亦必須保持整體的一致性。為了保持分節鏡面的平坦,控制系統必須回應共 6,000 組感測器輸入,並將控制訊號傳送至 3,000 組致動器;且每秒必須完成此輸出入循環達 1,000 次。

為了達到上述要求,NI 工程師使用 LabVIEW Real-Time 的多核心程式設計功能,建立高精確性的硬體迴路 (HIL) 通訊網路,可於每秒傳輸 36 MB 的資料。NI 同步最多 8 組核心並分配控制運算式,再於 0.5 ms 之內執行 3,000 x 6,000 的矩陣向量 (Matrix-vector),達到所需的效能。

如此不僅保留即時應用所需的精確性,突破 1 ms 的閉迴路門檻,亦確實解決了此運算難題。

團隊接著必須解決更大的難題:開發望遠鏡 2.5 m 主動鏡面的控制系統,以控制彈性膜狀鏡面之下的 8,000 組致動器。與前述必須維持分節鏡的鏡面平坦不同,此鏡面必須針對大氣擾動 (Atmospheric disturbance) 所造成的波形像差 (Aberration),進而改變為合適的形狀。控制此鏡面的運算複雜度,約為前述分節鏡的 15 倍之譜。NI 工程師認為此難題僅能依賴最新的多核心刀鋒系統 (Blade system),進而採用 Dell M1000 做為解決方案;共 16 組 Blade 的系統中,每組 Blade 機器具有 8 組核心。雖然此解決方案尚在進行當中,卻也讓戴爾電腦 (Dell) 承認 LabVIEW 確實可有效控制 128 組核心進行控制作業,並又跨越了另 1 個門檻。

「以 Dell Precision 工作站的前衛效能搭配 PowerEdge,再整合 NI LabVIEW 即時且圖形化的程式設計功能,其強大的效能可跨 HPC 應用中的所有節點,有效分配其運算負載。」Dell Precision Workstations 的全球事業開發部資深經理 Greg Weir 如此表示。「透過 LabVIEW 的關鍵功能,正好徹底展現我們工作站的記憶體與圖形化潛在效能,更進一步迎合 HPC 應用的需要。」

後續將有其他平行式硬體用於提升 E-ELT 解決方案的處理效能,包含 NI LabVIEW FPGA Module 所支援的 FPGA,還有做為多款加速度平台的通用圖形運算單元 (GPGPU)。除了 Dell 證實了 NI 的平行概念之外,更有英偉達公司 (nVIDIA) 正進行原型製作中的 CUDA 技術,將使 LabVIEW 達到更強大的運算成果。

若要進一步了解 E-ELT 專案中的 LabVIEW 應用方式,則可至 www.ni.com/eelt 參閱完整的使用者解決方案。

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