視覺運算巨擘NVIDIA為了推廣平行運算技術CUDA (Compute Unified Device Architecture),在全球各地設立CUDA研究中心與教學中心,日前更與台中靜宜大學合作,於台灣成立第一個CUDA教學中心,讓平行運算融入台灣教育體系,開創IT運算與各領域研究發展新的里程碑。

優異運算力
引領科技發展邁向新境界

NVIDIA台灣區業務行銷副總裁羅立智指出,CUDA最大的特色,在於其龐大的運算力,而這樣卓越的IT運算資源,不論是對於教育、財務、醫學、礦業、航太…等產業,都能透過CUDA來協助處理龐大且複雜的運算,加速研究結果的產出。「簡單來說,只要有大量運算需求的地方,就是CUDA可以發揮的舞台。」

「CUDA是一種非常容易實現,且效能強大的運算系統,對於以培養人才為主的學術界來說,沒有利益色彩只求作育英才的精神,可以將CUDA的應用發展更臻極致。」羅立智副總裁表示:「綜觀古今多數科技演進與發展,幾乎都是從學術單位開始發酵的,待技術成熟後才開始邁入企業等各領域應用,而CUDA的高運算能力,正好可以協助在前端研究的師生們,以更輕鬆且有效率的方式,加速研究結果的產出。」

易學易用
可將研究運算速度提升達20倍
 

已經在全球推廣設立超過90所的CUDA中心,根據其研究能量與資源回饋能力區分為三種等級:CUDA教學中心(CTC)、CUDA研究中心(CRC),以及CUDA卓越中心(CCOE)。其中CTC是屬於入門級別的單位,提供各學術單位能有實作的機會,了解CUDA的應用方式,並進一步透過其優秀的運算能力,來輔助各種研究計畫進行;CRC則是屬於進階型的單位,當一座教學中心開始協助師生們執行研究內容,並且在結果上有所斬獲,發表相關論文,代表著中心已經能夠真正落實在研究發展上,進而幫助產業發展;而CCOE則是計畫內容中最高級的單位,除了有CRC那樣具備研究機能外,亦累積許多相關領域的研究結果,能將這些研究資料回饋給其他研究單位,讓彼此能分享CUDA的超強運算力,以及長期以來累積的研究精華。

對於平行作業平台來說,CUDA不只在期初投入上令人滿意,在應用程式開發整合上也相當容易。CUDA可支援的開發工具包含C+與Fortran等大家熟知的語言,對於已有其他平台開發經驗的人員來說,CUDA非常容易上手,加上CUDA可以透過編譯器,直接將既有的程式碼轉化為應用GPU的程式,不需費心重新撰寫,就能發揮GPU的運算能力。

此外,就教育單位來說,知識傳遞都需要有教材做為課堂參考,才能讓人方便吸收,而且這些資源最好取得門檻很低,如果能夠免費獲得的話,當然對於師生們來說更加無負擔。CUDA在教學資源上相當充分,除了官方推出的免費資源外,在非官方組織亦有推出許多參考文件,甚至能免費下載範例程式碼;而CUDA應用上也有許多大小論壇,能讓每個人交換使用心得,或是藉此平台提出實作上的疑難雜症,並獲得來自世界好手的幫助。

CUDA在平行運算的能力,對市場上多種應用程式也能提供加速的效果,例如將CAD等工業設計軟體,可透過GPU的能力加強運算處理,像是飛機、汽車等研發與測試等,平均可以獲得3~6倍之加速效果;而在財務分析等應用上,CUDA也可搭配MATLAB,將運算效率提升3~20倍左右;其他不論是生物化學、結構力學,或是多媒體影音處理,CUDA都能以令人驚嘆的運算能力,縮短分析作業或研究計算的工作期程。

產學合作
將頂尖技術結合在地應用

面對產學合作與應用,清華大學榮譽教授李家同指出:「學校單位不只是知識教學而已,更重要的是要落實這些教育內容,而NVIDIA CUDA強大的硬體計算能力,正好可以幫助我們將紙上研究,轉化為對社會上有實質幫助的成果。「現階段有許多研究都是仰賴IT運算,因此建立功能強大且完備之硬體運算平台,才有助於發展各項研究與教學。」
身為台灣第一所成立CUDA教學中心之大專院校,靜宜大學校長唐傳義認為,學校扮演的角色除了培育人才,也會希望這些人才未來能對學校、整體產業,甚至是世界能有所貢獻。事實上,台灣人才的資質並不差,但卻沒有一個適切的平台,將這些想法具體落實,而CUDA的出現讓智慧得以充分發揮。「以世界級的頂尖技術,結合在地化產業發展,讓彼此發展獲得良性循環,這也是靜宜大學肩負的責任之一。」

目前靜宜大學透過CUDA教學中心,已經完成許多研究分析,包含與台中榮總合作之心律分析,以及資訊網路封包解析加速等,以心律分析為例,就是透過感應器蒐集人體心臟上的發出的微小電流,觀察他與心臟跳動的關聯,而這樣的研究需要大量比對、統計,以及模擬分析,以往處理都需要花費許多時間等待結果,而在CUDA強大運算力的支援下,每個心律分析很快就有結果了,讓教授的研究能在短時間內,於最權威的國際期刊上順利發表。

不同於以往發展多在台灣北部,台灣第一個CUDA教學中心選擇設立於台中的靜宜大學,除了產業結合外,靜宜大學具備雄厚的IT實力,也是讓CUDA能充分發揮的原因之一。羅立智副總裁指出:「接下來NVIDIA將持續與台灣多所大專院校合作,讓每個學術單位都有機會以CUDA的運算實力,增強各領域中的專業與知識,並促進科學研究與產業結合中,快速產生新的突破點。」

關於NVIDIA(輝達)
NVIDIA(輝達)公司在1999年發明了繪圖處理器(GPU)後,便讓全世界認識到電腦繪圖功能的威力;如今,其處理器啟動從智慧型手機到超級電腦等廣泛的產品。NVIDIA(輝達)的行動處理器,普遍應用於手機、平板電腦以及車用資訊娛樂系統中。PC遊戲玩家仰賴GPU,享受真正身歷其境的世界。專業人士利用GPU創造電影中精采的3D繪圖和視覺效果,也設計出從高爾夫俱樂部到大型噴射客機等各種物件。而研究員運用GPU,可以透過高效能運算促進科學新領域的發展。NVIDIA(輝達)擁有超過5,000項已核發、認可或申請中之專利,其中包括現代運算技術基礎之設計與深入研究。欲瞭解更多NVIDIA(輝達)詳細資訊,請瀏覽NVIDIA網站。
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