GPUGRID: Unterschied zwischen den Versionen

Steckbrief
Kategorie:	Chemie
Betreiber:	Research Unit of Biomedical Informatics, Barcelona Biomedical Research Park
Nationalität:	Spanien
Start:	Februar 2007
Status:	?
Checkpoints:	Ja
Webseite:	www.ps3grid.net
Anmelde-URL:	http://www.ps3grid.net/
Clients
GPU (CUDA)	Alpha	Beta	-	-	-
Cell (PS3)	-	x	-	-	-
Planet 3DNow! Teamstatistik
Platzierung Planet 3DNow!: (powered by BOINCstats)

PS3GRID simuliert den Ionen-Transport von Gramicidin-A-Atomen. Unter den BOINC-Projekten nimmt PS3GRID eine Sonderstellung ein, da für die Berechnungen vordergründig die Spielekonsole Sony Playstation 3 sowie neuere NVIDIA-Grafikkarten eingesetzt werden.

Projektbeschreibung

PS3GRID/GPUGRID stellt eine Supercomputer-Infrastruktur dar, die es Forschern ermöglichst dynamische biomolekulare Prozesse auf der Ebene von Atome zu visualisieren und diese somit besser zu verstehen. Verwendet wird dabei sie sogenannte Full-Atom Molecular Dynamics-Methode. Bei diesen Berechnungen werden die Abstände von mehreren 10.000 Atomen in einem simulierten 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 einen 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

Am September 6, 2008 hat das Projekt PS3GRID-GPUGRID die Marke von 1.000.000 Credits pro Tag erreicht.

Planet 3DNow!

Planet 3DNow! nimmt seit dem 18.07.2008 mit einem eigenen Team an PS3GRID 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

PS3GRID bietet derzeit 2 verschiedene Möglichkeiten der Teilname. Zum Einen natürlich mittels einer Playstation 3, welche dem Projekt auch den Namen verleiht.

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 (September 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
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 aktuellsten 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.ps3grid.net/ dem Projekt beitreten. Daraufhin erhält er pro GPU-Kern jeweils eine Work-Unit.

Nutzung aller Cores (x CPU + x GPU)

Seit der Version 6.45 (Windows) bzw. 6.44 (Linux) wird von PS3GRID kein kompletter CPU-Kern mehr beansprucht. Jedoch sieht BOINC den Kern derzeit weiter als belegt an und weist ihm keine WU eines anderen Projekts zu. Durch Verwendung eines Flags in der cc_config.xml kann man dieses Problem lösen und z. B. bei einem Quad-Core "5" Kerne rechnen lassen, d. h. 4x CPU, 1x GPU.

Für die Aktivierung des Flags muss BOINC zunächst komplett geschlossen werden. Falls die Datei cc_config.xml im BOINC-Datenordner, den man bei der Installation von BOINC angegeben hat, nicht existiert, muss sie angelegt werden. Es ist eine einfache Textdatei, die sich z. B. mit Notepad editieren lässt.

<cc_config>
  <options>
    <ncpus>8</ncpus>
  </options>
</cc_config>

Danach kann man BOINC wieder starten. Unter Meldungen sollte nun die Meldung Reading preferences override file stehen und es sollten alle CPU-Kerne genutzt werden.

Ein angenehmer Nebeneffekt ist die Bunkererhöhung. Alle Projekte, die nur einen Bunker von x WU pro CPU-Kern zulassen, laden sich entsprechend mehr WU herunter. Erhöht man den Wert jedoch weiter als die Summe aus CPU-Kernen und Grafikkarten, rechnet ein Kern unter Umständen 2 WU gleichzeitig. In aller Regel ist dies nicht sinnvoll.

Rechenzeiten

Die Rechenzeiten mit dem neuen Windows Client 6.45 scheinen im Gegensatz zu 6.43 stark erhöht zu sein (genauere Werte folgen in den nächsten Tagen). Dafür sinkt die CPU-Last von einem vollen Kern auf nahezu 0 (wenige Sekunden pro WU). Grund für die Erhöhung könnten andere Parameter und genauere Berechnungen sein.

Kartenbezeichnung	Chiptakt	Shadertakt	Speichertakt	OS	Treiber	PS3GRID App	Rechenzeit	Zeit pro Schritt	Benutzer
Zotac Geforce GTX 280	684Mhz	1458Mhz	1296Mhz	Vista 64bit Ultimate	177.92	6.43	25150s		indiana@seti
Gainward Geforce GTX 260	675Mhz	1484Mhz	1215Mhz	Vista 64bit Ultimate	177.92	6.43	29576s		JKuehl
Sparkle Geforce 8800GT	650Mhz	1750Mhz	900Mhz	Vista 32bit	177.92	6.43	31734s		FeuerKater
Colorful GTX 260	675Mhz	1.450Mhz	1.215Mhz	XP SP2 32bit	177.92	6.43	32705s		HGW
Gainward Geforce 9800 GTX+	796Mhz	1976hz	1137Mhz	Vista 64bit Ultimate	177.98	6.43	33567s		woever
Gigabyte 9800GTX+	740Mhz	1836Mhz	1100Mhz	Vista 64bit HomePre.	177.98	6.43	36550s		JagDoc
Leadtek Geforce 8800 GTS 512 MB	725 Mhz	1850 Mhz	1000 Mhz	Vista 32bit	177.98	6.43	36700s		rapt0r
Gainward Geforce 8800 GTS 512	750MHz	1806MHz	1000MHz	Vista 64bit	177.35	6.43	36761s		Pjack
PNY Geforce 8800 GT 256 MB	650 Mhz	1800 Mhz	850 Mhz	Vista 32 bit	177.92	6.43	43400s		rapt0r
MSI Geforce 8800GTS 512	729MHz	1838MHz	972MHz	XP SP2 32bit	177.98	6.43	44800s		koschi
Zotac Geforce 8800GTS	650Mhz	1650Mhz	972Mhz	Linux 64bit	177.70	6.42	46000s		Heavy-ions@boinc
MSI Geforce 8800GTS 512	730MHz	1838MHz	972MHz	Linux 64bit	177.70	6.44		53,181ms	koschi
Gigabyte Geforce 8800GT	600Mhz	1600Mhz	900Mhz	Linux 64bit	177.70	6.42	49000s		Heavy-ions@boinc
Gainward Geforce 9800 GT	600MHz	1512MHz	900MHz	Linux 64bit	177.70	6.44		69,402 ms	koschi
inno3D Geforce 9600 GT	650MHz	1600MHz	900MHz	XP SP3 32-Bit	177.84	6.43	86191s		Nero24

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Weblinks

www.ps3grid.net - Internetpräsenz des Projekts
Planet 3DNow! Teamstatistik

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