Rozhovor s Manuelom Ujaldónom Martínezom: Cena NVIDIA CUDA Fellow

El Dr. Manuel Ujaldón Martínez je prvým Španielom, ktorý získal medzinárodné ocenenie CUDA Fellow udeľuje NVIDIA. Ujaldón súhlasil s uskutočnením rozhovoru pre náš portál, v ktorom nám hovorí zaujímavé informácie o svojich projektoch a jeho práci, ako aj o jeho vzťahu k GNU Linuxu.

Manuel Ujaldón je profesorom na Katedre počítačovej architektúry UMA (Malaga University),  autor niekoľkých kníh a tutoriálov, prednášajúci na konferenciách a vedie zaujímavé kurzy. Za všetku túto rozsiahlu a vynikajúcu prácu získal Manuel množstvo ocenení a ocenení.

LinuxAdictos: Prvá otázka je takmer nevyhnutná. Spravidla používate GNU Linux? Aká distribúcia?

Manuel Ujaldon Martinez: Vždy som bol oddaný Linuxu. Teraz používam distribúcie Linuxu, ktoré inštalujú moji technici Katedra na UMA, kde prevládajú Ubuntu a SUSE. V mojich začiatkoch som si vybral Red Hat / Fedora.

THE: Rozumiem, že ste prvým Španielom, ktorý získal medzinárodné ocenenie CUDA Fellow od spoločnosti NVIDIA. Tri ocenenia viac (Výskumné centrum CUDA a dve výučbové strediská CUDA) pripadli na univerzitu v Malage, kde pracuje. Najprv blahoželáme vám a UMA z nášho blogu. Ako sa začala celá táto cesta s CUDA?

MU: Najprv prišli ocenenia pre inštitúciu, v ktorej som pôsobil ako hlavný vyšetrovateľ. A na záver individuálne ocenenie. Príbeh je zhrnutý do tejto frázy Voltaire,
„Šťastie je, keď sa príprava stretne s príležitosťou.“ V roku 2003, počas prvého pobytu na Ohio State University, som sa naučil implementovať vedecký kód na GPU samoukom a remeselníkom, najskôr pomocou shaderov a potom pomocou Cg. V roku 2005 som dokončil knihu, kde som zdokumentoval celý proces. Napadlo mi len to odovzdať študentom v moje letné kurzy, ale o niečo neskôr sa narodila CUDA a všetko sa zmenilo. V roku 2008 bolo o fenoméne CUDA napísaných viac ako 4.000 2014 vedeckých článkov (v roku 60.000 presiahli 2050 4). Prvé ocenenie som získal od spoločnosti Nvidia, „Profesorského partnerstva“, za ktoré bol serveru Tesla SXNUMX venovaný UMA so XNUMX -koncové GPU. Bol obklopený veľmi dobrými spolupracovníkmi v UMA, v štáte Ohio ... Tento talent vyprodukoval všetky ocenenia, ktoré ste spomenuli. Museli ste len potiahnuť vozík.
V roku 2015 sa každých 9 sekúnd sťahuje súprava CUDA SDK a sčítanie GPU, na ktorých je spustená CUDA, presahuje 600 miliónov. Teraz sú ceny oveľa konkurencieschopnejšie, ale stále sa obnovujem ako štipendista CUDA o štyri roky neskôr, pretože Nvidia podporuje začínajúcich učiteľov a nás s vášňou pre výučbu CUDA. Vďaka viac ako 50 kurzom a seminárom, ktoré sa za celú túto dobu uskutočnili (niektoré po nalietaní viac ako 20 hodín), spoločnosť oceňuje moje úsilie. A dáva mi príležitosť spoznať vo vedúcej spoločnosti v mojej oblasti výskumu neoceniteľnú skúsenosť. Morálka: Bez prípravy nežiadajte šťastie

THE: NVIDIA nám zanechala v linuxeroch trpké chvíle. Pamätáte si, že „do prdele!“ od Linusa Torvaldsa venovaného NVIDIA. Krátko nato Linus tlieskal, že NVIDIA vydala ovládače Tegra K1 ... Aký je podľa vás dôvod týchto zmien v prístupe?

MU: Na začiatku bola Nvidia spoločnosť navrhnutá na zarábanie peňazí. Ale v poslednom desaťročí, prinajmenšom v divízii, ktorú poznám, bola plná vedcov z najlepších univerzít, hlavne zo Stanfordu. Ľudia ako Bill Dally alebo David Luebke vedia o pridanej hodnote šírenia vedomostí a školení. Zisk nakoniec dorazí, ale prechádza tadiaľ. Teraz je viac ako 800 registrovaných univerzít, ktoré učia CUDA a ktoré Nvidia rozmaznávajú darmi, štipendiami, kurzami ... Investuje sa do lomu predtým, ako sa teraz usilovalo o získanie hviezdnych podpisov! Spoločnosti v Silicon Valley vedia, ako vyzerať dlhodobo, veľa iniciatív sa javí ako bezodná jama, ale sú to semená, ktoré neskôr vyklíčia. Chápem, že pre Linusa Torvaldsa bola Nvidia spred 15 rokov samotným Luciferom. A teraz urobte čudné žmurknutie.

THE: Jeho práca prispieva v oblasti zdravia. So spracovaním biomedicínskych obrazov na detekciu oblastí záujmu, ako sú nádory alebo regenerované tkanivá, a s analýzou degeneratívnych chorôb pomocou výpočtových aplikácií. Predstavte nám tieto zaujímavé projekty ...

MU: V prvom rade to nie sú moje projekty, ale skupina, ktorú koordinujem a ktorá funguje rovnako alebo viac ako ja. To znamená, že nevymýšľame nové biomedicínske techniky, pretože nie sme odborníkmi v tejto oblasti, snažíme sa pochopiť najinovatívnejšie a výpočtovo najdrahšie procesy na ich urýchlenie pomocou GPU. Techniky detekcie rakoviny sú čoraz presnejšie a preventívnejšie, ale vyžadujú si obrazovú analýzu, ktorá na CPU môže trvať mesiace. V GPU môže vec zostať niekoľko dní alebo dokonca hodín, vďaka čomu je proces životaschopný. Inžinier je pragmatický typ, to je etymológia slova, ktoré identifikuje náš zväzok, to je to, čo nás „vytočí“.

THE: Videli sme, ako môže výpočtová technika zlepšiť náš život a ako ho ovplyvňuje. Ale možno nie tak priamo ako ich projekty, ktoré sa zdajú byť orientované iba na čisto humanitárnu prácu. Myslím tým, že ich účelom nie je vyvinúť technológiu, ktorá by sa potom dala použiť v oblasti zdravia, ale sú to skôr projekty pre zdravie. Za tým skvelým výskumníkom stojí aj skvelý človek ... Nemyslíte?

MU: Viac ako skvelý človek sa považujem za rozumný typ. Keď pracujete v nemocnici a vidíte rakovinu tak blízko, je skvelé urobiť si kúsok. To, že pacientovi je možné diagnostikovať vopred dni, ba dokonca týždne, je úžasné, aj keď v prípade choroby nemôžete urobiť nič pre jeho vyliečenie. Myslí si však, že je zdravý, a to, čo mu každý deň prechádza hlavou, až čaká na lekársky výsledok. Skrátenie tohto utrpenia predpokladá také uspokojenie, že mi to napríklad vývoj videohry nemôže priniesť. Spoločnosť trochu poznačila počítačových vedcov ako podivné typy („čudákov“), ale je tu všetko. Práca v nemocnici vás humanizuje, stanete sa hedonistickejšími, je to skvelý kontrapunkt a ešte viac vo svete, v ktorom žijeme, s toľkou nezdravou závislosťou ...

THE: Pokračoval vo výskume bioinformatiky v centrách v USA a Austrálii. Nemalo žiadne národné výskumné centrum alebo nemocnica záujem o vašu prácu na jej uskutočnenie v praxi?

MU: Minulý rok mi Junta de Andalucía udelila Projekt excelentnosti na štyri roky na urýchlenie aplikácií bioinformatiky v GPU a v uplynulom desaťročí sme mali ďalší podobný. V tomto prípade analyzujeme nervovú aktivitu na detekciu mozgových lézií. Spolupracujeme s firmou Brain Dynamics v Andalúzskom technologickom parku a odtiaľ máme prístup do rôznych nemocníc v tejto oblasti. Nemocnica Clínico a Nemocnica Carlos Haya v Malage a Nemocnica Costa del Sol v Marbelle sú potenciálnymi klientmi a dúfame, že budú mať prospech z výsledkov projektu. Nateraz je predčasné bilancovať, ostávajú 3 roky práce, ale plavíme sa správnou cestou a loď má svoj luk orientovaný na andalúzske zdravie. Dúfame, že sa dočkáme uskutočnenia. To sa už stalo s predchádzajúcim projektom.

THE: Zdá sa, že využitie sily GPU na univerzálne aplikácie vyžadujúce vysoké výpočtové schopnosti (GPGPU) je v móde. Prečo si myslíte, že odvetviu trvalo tak dlho, kým zistil, že grafická karta má vyššiu hodnotu ako len videohry?

MU: Každá veľká inovácia musí prekonať odpor voči zmenám. Procesory Intel a AMD používajú kód x40 už 86 rokov, čo je hrozná sada pokynov, ktoré obstoja iba preto, lebo používateľ si cení spätnú kompatibilitu. Intel si to vždy uvedomoval, ale jeho pokusy „modernizovať“ x86 boli také katastrofálne zlyhania, že časom stratila vôľu vytrvať. AMD sa po celú túto dobu správalo veľmi uspokojivo a v posledných rokoch má veľa spoločného s prežitím. V tých dorazil „outsider“ ako Nvidia a bez ambícií to dosahuje. Mnoho z nás chcelo zabudnúť na melódiu mimo melódie, najmä keď sa zdalo, že sme odsúdení počúvať ju každý deň. Teraz máme nebeskú hudbu a hypnotizovaní otvárame oči a vidíme, že GPU je lacná platforma, univerzálna (že už len hraním alebo správou monitora sme ju amortizovali) a všadeprítomná (v súčasnosti sa pre každý procesor predávajú tri GPU) . Je to, keď si myslíme, prečo nie? A potom sa zobudíte, pretože naučiť sa programovať v CUDA nie je ľahké, zvlášť ak pochádzate z Pythonu, kde všetko funguje na vysokej úrovni a je vykonané chrbtom k platforme. CUDA je víťazstvom usilovného pracovníka, túžby pracovať, vytrvalosti, toľkých nepoužívaných hodnôt, ktoré sa však musíme zotaviť. Je zázrak, že tak hlboko a tak rýchlo prenikol do našej súčasnej spoločnosti.

THE: Začali ste s tým pred viac ako 10 rokmi, v skutočnosti ste v roku 2005 vydali túto knihu o tom, ako programovať GPU na urýchlenie vedeckých aplikácií. Bolo to už verejné tajomstvo?

MU: Nemyslím si, že by si najoptimistickejší ľudia vtedy mysleli, že sa dostaneme tam, kde sme, nie tak skoro. GPU má evolučnú rýchlosť oveľa vyššiu ako CPU, každá generácia je kratšia a prináša viac noviniek. To robí cestu krajšou, ale aj ťažšou pre vizionárov.

THE: Okrem toho sa objavili iniciatívy ako Nadácia HSA na riadenie vývoja systémov HSA. Mohli by ste vysvetliť ostatným smrteľníkom dôležitosť heterogénneho výpočtu?

MU: Prevažná väčšina súčasných procesorov integruje CPU a GPU na rovnakom čipe. CPU je viacjadrový (niekoľko zložitých jadier, okolo desať) a GPU je viacjadrový (veľa jednoduchých jadier, okolo troch tisíc). Čo je výkonnejšie, desať kladív alebo tri tisíce skalpelov? Závisí to od problému, ktorý chcete vyriešiť. Všetci sa ale zhodneme, že najlepších je desať kladív * a * tri tisíce skalpelov. To je heterogénny výpočet: nič sa nevzdávajte. Prihláste sa na odber všetkého a potom sa pokúste pokryť 100% zdrojov. Aby ste obsadili CPU, budete potrebovať starú školu: C pred dvoma desaťročiami, Java v minulom desaťročí a Python v tomto desaťročí. Aby ste mohli využívať výhody grafického procesora, budete v tomto desaťročí potrebovať CUDA a uvidíme, čo bude nasledovať. Mnoho kódov vyzerá lepšie na CPU a iné na GPU. Ak viete programovať iba jeden z procesorov, chýba vám dualita a zaplatili ste za ňu pri kúpe počítača. S každým ďalším dňom je programátor, ktorý nepozná GPU, viacramenný a spoločnosť vždy uprednostní obojstranného pracovníka.

THE: Vývojári systému Linux venujú ARM v poslednej dobe osobitnú pozornosť. Je to kvôli niečomu. Táto rodina zametá mobilné zariadenia. Zdá sa však, že má záujem nad rámec nízkej spotreby energie, napríklad spoločnosť AMD predstavila svoju architektúru K12 a boli oznámené servery Opteron A-Series pre servery. Je ARM budúcnosť? Myslíte si, že dobije sektor HPC a domácich počítačov vytlačením AMD64, SPARC, POWER ...?

MU: ARM poskytuje viac ako nízku spotrebu, a to nový model, pretože vám nepredáva čip, ale plány spolu s licenciou na jeho výrobu. Ostatné znaky, ktoré spomeniete, sú skôr proprietárnym konečným produktom. Je to, akoby vám jedna reštaurácia predala paellu a druhá recept, ktorý si môžete pripraviť doma (ale zaručujúci, že to dopadne rovnako dobre ako v reštaurácii). Z dlhodobého hľadiska, ak máte radi paellu, je lepšie investovať do druhej možnosti, užijete si viac a bude vás to stáť menej. Predajom receptu si získate viac priateľov, pretože v deň, keď sa paella zhorší, zákazník prevezme svoju vinu, nemôže ju hodiť do reštaurácie. Takto ARM zhromažďuje spokojných zákazníkov a je to vždy skvelá investícia. Dobrým príkladom je Nvidia Tegra, ktorú ste už spomínali. Majú procesor ARM a konkurujú svojim čipom v rovnakom segmente s nízkou spotrebou energie, kde kraľuje ARM. Keď spoločnosť Nvidia vstúpila na tento trh, spoločnosť ARM jej pomohla vydaním kľúčového receptu. Teraz ARM zarába peniaze na Tegra, ktorú predáva Nvidia. Vďaka inovatívnosti a spôsobu implementácie svojich myšlienok si ARM zaslúži svoje šťastie (a okrem toho je to európska spoločnosť). Dúfam, že bude stále pribúdať.

THE: HPC je územie * nix, presnejšie Linux. Jednou z odpovedí na tento trend by mohol byť jeho otvorený zdroj, ale robí to aj FreeBSD, aj keď kvóta hovorí za všetko. Môžete ospravedlniť túto dominantnú úlohu systému Linux v HPC?

MU: Pre mňa je FreeBSD náhradou za Linux. Ak máte čistú príchuť, prečo sa meniť. A mimo sveta Linux nevidím, aby sa nad HPC črtali Windows alebo MacOS. Sledujem stránku top20.org už 500 rokov a vždy to boli iba divadelné súbory. Komunitu HPC tvoria vedci a každý kredit, ktorý odoberáme, si zaslúžil svoj kredit, nielen operačný systém. Viete, čo vedci používajú na písanie našich článkov? Latex. V našom svete má Word ťažký trh. A napriek tomu pri výpočte používateľov Word vyhráva s prepadom.

THE: Univerzita v Malage je na 22. mieste v rebríčku univerzít, ktoré najviac prispievajú k slobodnému softvéru. Čo poviete na túto pozíciu člena UMA?

MU: Môžem povedať, že som obklopený vynikajúcimi kolegami, ktorí by sa mohli pochváliť oveľa viac zo svojich softvérových výtvorov. A nikdy som ich nevidel vymýšľať ekonomický plán, ako zbohatnúť. Dobre vykonaná práca je dôstojná viac ako peniaze.

THE: Pohovor obvykle zakončíme akousi hrou. Pozostáva zo stručného osobného názoru na tieto pojmy:

MU: Open source: Práca na zabezpečení nehmotných statkov, ktoré sú ťažko pochopiteľné pre tých, ktorí sa pohybujú podľa ekonomických parametrov. Tam sú tie najlepšie veci v živote zadarmo.
OpenGL: Prvý štandard pre programovanie grafiky, ktorému vďačíme za veľa.
OpenCL: Štandard programovania GPGPU, nádherný príbeh, ktorý prekvapivo kráča smerom k fiasku, pretože čoskoro nezvráti trend. Život nie je vždy spravodlivý.
Arduino: OpenGL hardvérovej vrstvy, ktorej za pár rokov určite tiež veľa vďačíme.
Linus Torvalds: Guru. Nižšie dvaja najlepší, pre mňa Steve Jobs a Robert Noyce, ale medzi 50 najvplyvnejšími postavami v histórii technológie.

Dúfam, že sa vám tento nový rozhovor v sérii, ktorú budeme publikovať, páčil. A vyzývam záujemcov, aby sa prihlásili do 11. vydanie kurzu de Programovanie GPU s CUDA. Organizuje ho sám Ujaldón a uskutoční sa v júli na UMA. Okrem toho má doložku CUDA Teaching Center, čo ju robí v Španielsku jedinečnou.

Kurz je otvorený pre všetkých, ktorí majú minimálne znalosti programovania v jazyku C. Účastníci naučte sa programovať grafické karty pomocou CUDA. Poteší ich 60 hodín, väčšinou praktických. Okrem toho bude losovaná grafická karta GeForce GTX 480 darovaná spoločnosťou NVIDIA.