GPUGRID – Planet 3DNow! Distributed Computing Wiki

Steckbrief
Kategorie:	Chemie
Betreiber:	Research Unit of Biomedical Informatics, Barcelona Biomedical Research Park
Nationalität:	Spanien
Start:	Februar 2007
Status:	Stabil
Checkpoints:	Ja
Webseite:	www.gpugrid.net
Anmelde-URL:	http://www.gpugrid.net/
Clients
GPU (CUDA)	Alpha	Beta	-	-	-
Cell (PS3)	-	x	-	-	-
Planet 3DNow! Teamstatistik
Platzierung Planet 3DNow!: (powered by BOINCstats)

GPUGRID simuliert den Ionen-Transport von Gramicidin-A-Atomen. Unter den BOINC-Projekten nimmt GPUGRID eine Sonderstellung ein, da für die Berechnungen vordergründig die Spielekonsole Sony Playstation 3 sowie neuere NVIDIA-Grafikkarten eingesetzt werden.

Projektbeschreibung

GPUGRID stellt eine Supercomputer-Infrastruktur dar, die es Forschern ermöglichst dynamische biomolekulare Prozesse auf der Ebene von Atomen zu visualisieren und diese Prozesse somit besser zu verstehen. Verwendet wird die sogenannte Full-Atom Molecular Dynamics-Methode. Bei diesem Vorgang werden die Abstände von mehreren 10.000 Atomen in einem simulierten Protein und/oder Protein-Membranfragment zueinander innerhalb von sehr kurzen Zeitabständen berechnet. Üblicherweise liegen die Zeitabstände im Femtosekunden-Bereich (10E minus 15 Sekunden). Für die Berechnung/Visualisierung von biologisch relevanten Prozessen, wie beispielsweise der Durchgang eines Ions durch seinen entsprechenden Ionenkanal in der Membran einer Zelle [1] bedarf es einer enormen Rechenleistung. Die zu visualisierenden biologischen Prozesse laufen Üblicherweise im Bereich von hundertstel-Sekunden bis Millisekunden ab (10E minus 2 bis 10E minus 6). Um diesen Vorgang berechnen/visualisieren zu können, müssen die Abstände aller Atome in der zu untersuchenden "Probe" berechnet werden und dies zu jeder Femtosekunde. Um eine Millisekunde eines dynamischen Prozesses zu berechnen, müssen demnach ~150 Millionen mal alle Abstände aller Atome zueinander berechnet werden. Bei 30.000 Atomen, wie in dem aktuell (Stand September 2008) berechneten Kalium-Kanal GramidicinA, wird deutlich wie rechenintensiv diese Art von Berechnungen sind.

Erfolge des Projekts

Dieser Abschnitt ist ausbaufähig. Falls dir weitere nennenswerte Erfolge des Projekts bekannt sind, kannst du sie hier eintragen.

Planet 3DNow!

Planet 3DNow! nimmt seit dem 18.07.2008 mit einem eigenen Team an GPUGRID teil; die ersten Credits gab es am 15.08.2008. Am 10.09.2008 wurde schließlich der erste Meilenstein von 1.000.000 Credits erreicht. Zu diesem Zeitpunkt waren 22 Teilnehmer im Team aktiv.

Teilnahme

GPUGRID bietet derzeit 2 verschiedene Möglichkeiten der Teilname. Zum Einen natürlich mittels einer Playstation 3, welche dem Projekt auch den früheren Namen "PS3Grid verlieh."

Seit dem 17.07. 2008 ist es ebenfalls möglich, mittels einer CUDA-fähigen NVIDIA-Grafikkarte teilzunehmen. Geeignet sind jedoch nur jene mit "compute capabilities" Level 1.1 oder höher. Karten die auf der G80-GPU (Geforce 8800 GTS 320/640, GTX und Ultra) basieren können nicht am Projekt teilnehmen, sie unterstützen nur das "compute capability" Level 1.0. Die Betreiber empfehlen weiterhin Karten mit mindestens 50 Streamprozessoren (Shadern).

Derzeit (Oktober 2008) wären das demnach:

NVIDIA-Geforce-8-Serie:
96  Shader: Geforce 8800 GS
112 Shader: Geforce 8800 GT
128 Shader: Geforce 8800 GTS 512/1024 MiB

NVIDIA-Geforce-9-Serie:
64  Shader: Geforce 9600 GT
96  Shader: Geforce 9600 GSO
112 Shader: Geforce 9800 GT
128 Shader: Geforce 9800 GTX, Geforce 9800 GTX+ 
2x128 Shader: Geforce 9800 GX2

NVIDIA-Geforce-200-Serie:
192 Shader: Geforce GTX 260
216 Shader: Geforce GTX 260 Core 216
240 Shader: Geforce GTX 280

Auf Karten mit weniger Streamprozessoren läuft das Projekt ebenfalls, allerdings können die Berechnungszeiten dann die 4 Tage betragende Deadline überschreiten.

Weiterhin notwendig ist ein CUDA-fähiger Treiber von NVIDIA sowie ein BOINC-Client mit einer Versionsnummer ab 6.3.10. Empfohlen werden für Treiber und BOINC-Client jeweils die aktuellen Versionen.

Grafiktreiber und BOINC-Client werden nun installiert, das Vorgehen kann je nach Betriebssystem bzw. Distribution variieren. Unter Linux gilt es zu beachten, dass der Benutzer, der BOINC startet, auch Mitglied der Gruppe video sein muss. Heißt der Benutzer etwa boinc, ist dieses mit dem Befehl usermod -G video boinc umgehend erledigt. Ist der Benutzer nicht Mitglied dieser Gruppe, wird die Grafikkarte nicht als Coprozessor erkannt.

Für Windows ist noch anzumerken, dass bei der Installation von BOINC der getrennte Speicherbereich deaktiviert werden muss, da sonst BOINC beim Start diese Meldung anzeigt, und somit die WUs mit einem Berechnungsfehler abbrechen:

26.08.2008 10:58:57 [---] CUDA devices found
26.08.2008 10:58:57 [---] Coprocessor: Device Emulation (CPU) (1)

Achtung: Da der getrennte Speicherbereich nachträglich nicht deaktiviert werden kann, muss der BOINC-Client neu installiert werden. Siehe dazu auch Installation des BOINC-Clients 6.x.x

Wenn alles richtig eingerichtet ist, zeigt BOINC nun bei jedem Start eine Nachricht wie die folgende an:

14-Aug-2008 19:04:53 [---] CUDA devices found
14-Aug-2008 19:04:53 [---] Coprocessor: GeForce 9800 GT (1)

Nun kann der Computer über die Anmeldeadresse http://www.gpugrid.net/ dem Projekt beitreten. Daraufhin erhält er pro CPU-Kern jeweils eine Work-Unit.

Rechenzeiten

Die Rechenzeiten mit dem neuen Windows-Client 6.45 scheinen zur Version 6.43 minimal erhöht zu sein. Dafür strebt die CPU-Last eines Kerns gegen 0. Die CPU-Zeit variert stark je nach WU und CPU von wenigen Sekunden bis zu knapp einer Stunde pro WU.

Kartenbezeichnung	Chiptakt	Shadertakt	Speichertakt	OS	Treiber	GPUGRID App	Rechenzeit	approx. credits/day	Zeit pro Schritt	Benutzer
Zotac Geforce GTX 280	684Mhz	1458Mhz	1296Mhz	Vista 64bit Ultimate	177.92	6.45	27700 s	10081	32.655 ms	indiana@seti
Gainward Geforce GTX 260	675Mhz	1484Mhz	1215Mhz	Vista 64bit Ultimate	177.92	6.45	31566 s	8846	37.137 ms	JKuehl
Gainward Geforce 8800 GTS 512	750MHz	1806MHz	1000MHz	Vista 64bit	177.35	6.45	37705	7406	44.360 ms	Pjack
Leadtek Geforce 8800 GTS 512	760Mhz	1900Mhz	1000Mhz	Vista 32bit	178.13	6.45	37800s	7387	44.513 ms	rapt0r
Colorful GTX 260	675Mhz	1450Mhz	1215Mhz	XP SP2 32bit	177.92	6.45	38300 s	7290	45.112 ms	HGW
Gainward Geforce 9800 GTX+	738Mhz	1836Mhz	1100Mhz	Vista 64bit Ultimate	177.89	6.45	39230s	7118	46.154 ms	woever
Gigabyte 9800GTX+	740Mhz	1836Mhz	1100Mhz	Vista 64bit HomePre.	177.98	6.45	39800 s	7016	46.849 ms	JagDoc
PNY Geforce 8800 GT 256 MB	720Mhz	1800Mhz	900Mhz	Vista 32 bit	178.24	6.45	43940s	6355	51.694 ms	rapt0r
MSI Geforce 8800GTS 512	730MHz	1838MHz	972MHz	Linux 64bit	177.80	6.51	44300s	5680	52ms	koschi
Sparkle Geforce 8800GT	650Mhz	1750Mhz	900Mhz	Vista 32bit	177.92	6.45	50865 s		59.842 ms	FeuerKater
Zotac Geforce 8800GTS	650Mhz	1650Mhz	972Mhz	Linux 64bit	177.70	6.44			61.460 ms	Heavy-ions@boinc
Gigabyte Geforce 8800GT	600Mhz	1675Mhz	900Mhz	Linux 64bit	177.70	6.44			62.537 ms	Heavy-ions@boinc
Elitegroup Geforce 8800GT	600Mhz	1650Mhz	700Mhz	Vista 32Bit Home Basic	177.92	6.45	54981 s		64.684 ms	FeuerKater
Gainward Geforce 9800 GT	600MHz	1512MHz	900MHz	Linux 64bit	177.80	6.51	58800 s	4580	69.2 ms	koschi
Elitegroup Geforce 8800GT	600Mhz	1700Mhz	700Mhz	Vista 64Bit Ultimate	177.92	6.45	65231 s		76.74 ms	FeuerKater
inno3D Geforce 9600 GT	650MHz	1600MHz	900MHz	XP SP3 32-Bit	177.84	6.43	86.191 s			Nero24
Sparkle Geforce 9600 GT	650MHz	1625MHz	900MHz	2K SP4 32-Bit	182.06	6.4.5	74163 s		118.6 ms	MagicEye04