Entrevista a Manuel Ujaldón Martínez: premi CUDA Fellow de NVIDIA

El Dr. Manuel Ujaldón Martínez és el primer espanyol en guanyar un premi internacional CUDA Fellow atorgat per NVIDIA. Ujaldón ha accedit a fer una entrevista per al nostre portal en la qual ens explica interessant informació sobre els seus projectes i el seu treball, a més de la seva relació amb GNU Linux.

Manuel Ujaldón és professor de l'Dep. D'Arquitectura de Computadors a la UMA (Universitat de Màlaga),  autor de diversos llibres i tutorials, ponent de conferències i imparteix interessants cursos. Per tot aquest extens i excel·lent treball, Manuel ha aconseguit nombrosos premis i guardons.

LinuxAdictos: La primera pregunta és gairebé inevitable. Sols utilitzar GNU Linux? Què distribució?

Manuel Ujaldón Martínez: Sempre he estat devot de Linux. Ara faig servir les distribucions Linux que s'instal·len els tècnics de la meva Departament en la UMA, On predominen Ubuntu i SUSE. En els meus inicis, vaig triar Red Hat / Fedora.

L': Tinc entès que ets el primer espanyol en guanyar el premi internacional CUDA Fellow atorgat per NVIDIA. tres guardons més (CUDA Research Center i dues CUDA Teaching Center) han caigut sobre la Universitat de Màlaga, on treballa. Primer donar-li l'enhorabona a vostè ia la UMA des del nostre bloc. Com va començar tot aquest periple amb CUDA?

MU: Primer van arribar els reconeixements a la institució, en els quals jo he exercit d'investigador principal. I finalment, el guardó individual. La història es resumeix en aquella frase de Voltaire,
"Sort és quan la preparació es creua amb l'oportunitat". El 2003, durant la meva primera estada a Ohio State University, vaig aprendre a implementar codis científics sobre la GPU de forma autodidacta i artesanal, primer amb shaders i després amb Cg. El 2005 vaig acabar el llibre on vaig documentar tot el procés. Només pensava en transmetre-ho als estudiants en meus cursos d'estiu, Però poc més tard va néixer CUDA i tot va canviar. El 2008 ja s'escrivien més de 4.000 articles científics sobre el fenomen CUDA (el 2014 es van superar els 60.000), i jo vaig rebre el primer reconeixement per part de Nvidia, un "Professor Partnership" pel qual van donar a la UMA un servidor Tesla S2050 amb 4 GPUs de gamma alta. Estava envoltat de col·laboradors molt bons, a la UMA, a Ohio State, ... Aquest talent va produir tots els guardons que has comentat. Només calia estirar el carro.
El 2015 es produeix una descàrrega de l'SDK de CUDA cada 9 segons, i el cens de GPUs que executen CUDA supera els 600 milions. Ara els premis són molt més competitius, però a mi em segueixen renovant com CUDA Fellow quatre anys més tard perquè Nvidia dóna suport als "early adopters" i als que tenim passió per ensenyar CUDA. Amb més de 50 cursos i seminaris impartits en tot aquest temps (alguns després de volar més de 20 hores), l'empresa valora meu esforç. I a mi em dóna l'oportunitat de conèixer per dins la companyia líder en la meva àrea de recerca, una experiència impagable. Moraleja: Sense preparació, no exigeixis sort

L': NVIDIA ens ha deixat moments agredolços als linuxers. Recordaràs aquest "Fuck you!" de Linus Torvalds dedicat a NVIDIA. Poc després Linus va aplaudir que NVIDIA alliberés els drivers de Tegra K1 ... A què creus que es deuen aquests canvis d'actitud?

MU: En els seus inicis, Nvidia era una empresa pensada per fer caixa. Però en l'última dècada, al menys en la divisió que jo conec, s'ha omplert de científics procedents de les millors universitats, principalment Stanford. Gent com Bill Dally o David Luebke coneixen el valor afegit de distribuir coneixement i formació. El lucre arriba finalment, però passant per aquí. Ara hi ha més de 800 Universitats censades que ensenyen CUDA ia les que Nvidia mima amb donacions, beques, cursos, ... S'inverteix en el planter, abans es buscaven els fitxatges estrella per guanyar ja !. Les empreses de Silicon Valley saben mirar a llarg termini, moltes iniciatives semblen un pou sense fons, però són llavors que germinen més endavant. Entenc que per Linus Torvalds la Nvidia de fa 15 anys fos el mateix Llucifer. I que ara li faci algun que un altre gest de complicitat.

L': El seu treball està contribuint en l'àmbit de la salut. Amb el processament d'imatges biomèdiques per a detecció de regions d'interès com tumors o teixits regenerats i l'anàlisi de malalties degeneratives mitjançant aplicacions computacionals. Fes-nos una introducció a aquests interessants projectes ...

MU: Primer de tot, els projectes no són meus, sinó d'un col·lectiu que coordino, i que treballa tant o més que jo. Dit això, nosaltres no inventem noves tècniques biomèdiques perquè no som experts en aquesta àrea, intentem entendre els processos més innovadors i costosos computacionalment per accelerar-los usant la GPU. Les tècniques per detectar el càncer són cada vegada més precises i preventives, però requereixen una anàlisi d'imatge que pot trigar mesos en una CPU. En una GPU la cosa pot quedar-se en dies i fins i tot hores, això converteix el procés en viable. Un enginyer és un tipus pragmàtic, aquesta és l'etimologia de la paraula que identifica el nostre gremi, éso és el que ens "posa".

L': Hem vist com la computació pot millorar la nostra vida i com està afectant. Però potser no tan directament com els seus projectes, que semblen només orientats a una tasca merament humanitària. Vull dir, que la finalitat d'ells no és desenvolupar una tecnologia que després pugui ser utilitzada en el terreny sanitari, sinó que són projectes per i per a la salut. Darrere d'aquest gran investigador s'amaga també una gran persona ... ¿No creu?

MU: Més que gran persona, em tinc per tipus assenyat. Quan treballes en un hospital i veus el càncer tan a prop, és magnífic aportar un granet de sorra. Que a un pacient puguin avançar el diagnòstic dies i fins i tot setmanes és magnífic tot i que no puguis fer res per curar-li si resulta malalt. Però pensa que està sa, i el que passa pel seu cap cada dia que està pendent de l'resultat metge. Escurçar aquest calvari suposa tal satisfacció que a mi no me la pot aportar el desenvolupament d'un vídeo-joc, per exemple. La societat té una mica estigmatitzats als informàtics com tipus rars ( "freakies"), però hi ha de tot. Treballar en un hospital et humanitza, et tornes més hedonista, és un gran contrapunt, i més en el món en què vivim, amb tanta addicció insana ...

L': Ha estat investigant sobre bioinformàtica en centres d'Estats Units i Austràlia. ¿Cap centre d'investigació o hospital nacional s'ha interessat pel seu treball per portar-lo a la pràctica?

MU: L'any passat la Junta d'Andalusia em va concedir un Projecte d'Excel·lència per quatre anys per accelerar aplicacions bioinformàtiques en GPU, i en la dècada passada vam tenir un altre similar. En aquest cas, analitzem l'activitat neuronal per detectar lesions cerebrals. Col·laborem amb l'empresa Brain Dynamics de el Parc Tecnològic d'Andalusia, i des d'aquí, tenim accés a diversos hospitals de la zona. L'Hospital Clínic i l'Hospital Carlos Haya, tots dos a Màlaga, i l'Hospital Costa d'el Sol, a Marbella, són clients potencials, i esperem que puguin beneficiar-se dels resultats de el projecte. Per ara és prematur fer balanç, queden 3 anys de treball, però vam navegar amb bon rumb i el vaixell té orientada la proa a la sanitat andalusa. Esperem arribar a bon port. Ja va passar així amb el projecte anterior.

L': Utilitzar la potència d'una GPU per a aplicacions de propòsit general que requereixen capacitats de càlcul elevada (GPGPU) és una cosa que sembla estar de "moda". Per què creu que la indústria ha trigat tant a veure que una targeta gràfica valia per a alguna cosa més que per als videojocs?

MU: Tota gran innovació ha de vèncer una resistència a l'canvi. Els processadors d'Intel i AMD porten 40 anys executant codi x86, un conjunt d'instruccions calamitós que només se sosté perquè l'usuari valora la compatibilitat cap enrere. Intel sempre ha estat conscient, però els seus intents de "modernitzar" el x86 han estat fracassos tan estrepitosos que amb el temps se li han anat traient les ganes de perseverar. AMD ha estat molt autocomplaent en tot aquest temps, i en els últims anys, prou ha tingut amb sobreviure. En aquestes va arribar un "outsider" com Nvidia, i sense ambicionarlo, ho està aconseguint. Molts volíem oblidar-nos d'una melodia desafinada, i més quan semblàvem condemnats a escoltar-la diàriament. Ara tenim música celestial, i hipnotitzats obrim els ulls i veiem que la GPU és una plataforma barata, polivalent (que només amb jugar o gestionar el monitor, ja tenim amortitzada) i omnipresent (actualment es venen XNUMX GPUs per cada CPU). És quan pensem, per què no? I llavors despertes, perquè aprendre a programar en CUDA té poc de fàcil, i més si véns de Python on tot funciona a alt nivell i es fa d'esquena a la plataforma. CUDA és el triomf de l'pencaire, de les ganes de treballar, de la perseverança, de tants valors en desús, però que necessitem recuperar. És un miracle que hagi calat tan profund i tan ràpid en la nostra societat actual.

L': Vostè va començar fa més de 10 anys amb això, de fet en 2005 va publicar aquell llibre sobre com programar GPUs per accelerar aplicacions científiques. Era ja un secret a veus?

MU: Crec que ni els més optimistes haguessin pensat llavors que arribaríem on estem, ni tan aviat. La GPU té un ritme evolutiu molt superior a la CPU, cada generació és més curta i introdueix més innovacions. Això fa més bonic el camí, però també més difícil la tasca de l'visionari.

L': A més han sorgit iniciatives com la HSA Foundation per gestionar el desenvolupament dels sistemes HSA. Podria explicar-li a la resta dels mortals la importància de la computació heterogènia?

MU: La immensa majoria de processadors actuals integra una CPU i una GPU en el mateix xip. La CPU és un multi-core (pocs nuclis complexos, al voltant de deu) i la GPU és un many-core (molts nuclis simples, al voltant de tres mil). Què és més potent, 100 martells o tres mil tres-bisturís? Depèn de el problema que vulguis resoldre. Però tots coincidim que el millor és XNUMX martells * i * tres mil tres-bisturís. Això és computació heterogènia: No renunciar a res. Subscriure tot i després tractar de donar servei a el XNUMX% dels recursos. Per ocupar la CPU, necessitaràs la vella escola: C fa dues dècades, Java la dècada passada, i Python aquesta dècada. Per aprofitar la GPU, necessitaràs CUDA aquesta dècada, i ja veurem el que toca a la pròxima. Molts codis llueixen més en CPU, i altres en GPU. Si només saps programar un dels processadors, et perds la dualitat, i has pagat per ella a l'comprar el PC. A cada dia que passa, el programador que desconeix la GPU està més manco, i l'empresa sempre preferirà un treballador ambidextre.

L': Els desenvolupadors de Linux estan posant especial atenció en ARM últimament. Això es deu a alguna cosa. Aquesta família arrasa als dispositius mòbils. Però sembla tenir interès més enllà de l'baix consum, per exemple, AMD ha revelat la seva arquitectura K12 i s'anuncien Opteron A-Sèries per a servidors. ¿ARM és el futur? Creus que conquistarà el sector HPC i el de la informàtica domèstica desplaçant a AMD64, SPARC, POWER, ...?

MU: Més que baix consum, el que ARM aporta és un nou model, perquè no et ven el xip, sinó els plànols de el disseny juntament amb la llicència per construir-lo. Els altres personatges que esmentes són més un producte final patentat. És com si un restaurant et vengués una paella, i un altre, la recepta perquè tu la facis a casa (però garantint que et sortirà tan bona com la de l'restaurant). A la llarga, si t'agrada la paella, és millor invertir en la segona opció, vas a gaudir més i et costarà menys. A més, venent la recepta fas més amics, perquè el dia que la paella surt dolenta, el client assumeix la seva culpa, no se la pot fer fora al restaurant. Així és com ARM col·lecciona clients satisfets, i això sempre és una gran inversió. Un bon exemple són els Tegra de Nvidia que esmentaves abans. Porten un processador de ARM i competeixen amb els seus xips en el mateix segment de baix consum en el qual ARM és el rei. Quan Nvidia va entrar en aquest mercat, ARM va ajudar donant-li una recepta clau. Ara, ARM guanya diners amb els Tegra que ven Nvidia. Per innovador, i per com ha implementat les seves idees, ARM mereix la seva sort (i més, és una empresa europea). Jo espero que segueixi creixent.

L': El HPC és territori * nix, més concretament Linux. Una de les respostes a aquesta tendència podia ser el seu codi obert, però també el té FreeBSD i no obstant això la quota parla per si sola. Pots justificar aquest paper dominant de Linux a la HPC?

MU: Per a mi, FreeBSD és un succedani de Linux. Si tens el sabor pur, per què canviar. I fora de l'món Linux, no veig a Windows o MacOS apuntant-se a HPC. Porto 20 anys seguint el top500.org i sempre van ser meres comparses. La comunitat HPC està formada per científics, i cada peça que subscrivim s'ha guanyat el seu crèdit, no només el sistema operatiu. Saps què fem servir els científics per escriure els nostres articles? LaTeX. En el nostre món, Word té difícil mercat. I no obstant això, en la informàtica d'usuari, Word guanya per golejada.

L': La Universitat de Màlaga ocupa el lloc 22 en el rànquing d'universitats que més contribueixen a l'programari lliure. Què pot dir d'aquesta posició com a membre de la UMA?

MU: Puc dir que estic envoltat de companys brillants que podrien presumir molt més de les seves creacions programari. I mai els he vist ordint un pla econòmic per tornar-se rics. La feina ben feta dignifica més que els diners.

L': Normalment acabem l'entrevista amb una mena de joc. Consisteix a posar una breu opinió personal sobre els termes següents:

MU: Codi obert: Treballar per aportar intangibles, difícilment comprensibles per a aquells que es mouen per paràmetres econòmics. Ja s'ho faran, les millors coses de la vida són gratis.
OpenGL: El primer estàndard per a la programació de gràfics, a què tant devem.
OpenCL: L'estàndard per a la programació d'GPGPU, una bella història que sorprenentment camina cap al fiasco com no reverteixi tendència aviat. La vida no sempre és justa.
Arduino: L'OpenGL de la capa maquinari, a què segurament també haguem molt en pocs anys.
Linus Torvalds: Un guru. Per sota dels dos millors, per a mi Steve Jobs i Robert Noyce, però entre els 50 personatges més influents de la història de la tecnologia.

Espero que us hagi agradat aquesta nova entrevista de la sèrie que anirem publicant. I us animo a les persones interessades a que us apunteu a la 11è edició de el curs de programació de GPUs amb CUDA. L'organitza el mateix Ujaldón i tindrà lloc al juliol a la UMA. A més, compta amb l'aval CUDA Teaching Center, el que el fa únic a Espanya.

El curs està obert a qualsevol persona amb uns mínims coneixements de programació en C. Els assistents aprendran a programar targetes gràfiques emprant CUDA. Gaudiran de 60 hores, majorment pràctiques. A més es sortejarà una targeta gràfica GeForce GTX 480 donada per NVIDIA.