Calcul générique sur GPU

Motivations

Les motivations du GPGPU sont nombreuses dans le calcul à haute performances notamment. L'évolution perpetuelle des applications et des données à gèrer demande de plus en plus de ressources en terme de stockage et de calculs. Ainsi, cette technologie présente des atouts intéressants avec un rapport puissance de calcul / prix imbattable. Elle permet également de réduire la consommation éléctrique et occupe très peu d'espace en comparaison aux traditionnels CPU.

A titre d'exemple, voici quelques uns des aspects énoncés précédement :

Fabricant Type Modèle Gflops Prix Watt Dimension
Simple CPU/GPU
Nvidia GPU (448 cœurs) Tesla C2070 515 2500 $ 238 W
Nvidia GPU (448 cœurs) GeForce 570 GTX 198 350 $ 218 W
Intel CPU (10 cœurs) Xeon E7-8870 96 4616 $ 130 W
Intel CPU (6 cœurs) Core I7-970 94 583 $ 130 W
IBM CPU (8 cœurs) Power 7 265 34 152 $ 1700 W 4U
Quad CPU/GPU
Nvidia 4xGPU (1792 cœurs) Tesla S2050 2060 12 000 $ 900 W 1U
IBM 4xGPU (32 cœurs) Power 7 1060 101 952 $ 1700 W 4U

En termes de rapport prix/puissance, les cartes Nvidia sont les plus intéressantes. Ici, seul le processeur, Intel Core i7-970 tire son épingle du jeu. Le dispositif le moins coûteux est la GeForce 570-GTX, bien connue des gamers, mais non prévue pour un usage professionnel. Les cartes Tesla semblent être les plus économiques pour ce type d’usage, en plus d’être les plus puissantes par unité.

Les résultats obtenus sont comparables aux précédents, les cartes de la firme de Santa-Clara sont celles qui ont un meilleur rendement électrique pour fournir une puissance donnée. Une consommation électrique inférieure entrainera irrémédiablement une baisse du dégagement calorifique d’où un besoin de refroidissement moindre.

En mettant en perspective les résultats précédentts, nous pouvons calculer le coût par an de la consommation électrique pour chaque dispositif. Calculons aussi ce coût sur 3 ans en incluant le prix d’achat.

Modèle GFLOP Coût sur un an ($) Coût de la consommation électrique sur 3 ans + prix d’achat ($)
Tesla C2070 515 330,29 990,87
GeForce 570 GTX 198 316,1 948,3
Xeon E7-8870 96 180,41 541,23
Core I7-970 94 180,41 541,23
Power 7 265 2 359,21 7 077,63
Tesla S2050 (4xGPU) 2060 1 248,99 3 746,97
Power 7 (4xCPU) 1060 2359,21 7 077,64

Le calcul du coût de la consommation électrique est basé sur :
- 0,1311€/kWh en heures pleines
- 0,0893€/kWh en heures creuses
- 24h = 16hp + 8hc
- Les coûts ont été convertis en $ pour inclure le prix du matériel (cours du 4 octobre 2011)

Finalement, sur 3 ans en prenant en compte l'achat du matériel accompagné de la consommation électrique par rapport à la puissance de calcul. Nous obtenons la figure suivante :

Nous pouvons donc constater les atoûts d'un GPU pour le calcul générique comparé à un CPU classique.