Intervju s Manuelom Ujaldonom Martínezom: Nagrada za NVIDIA CUDA

El Doktor Manuel Ujaldón Martínez prvi je Španjolac koji je osvojio međunarodnu nagradu CUDA Fellow dodjeljuje NVIDIA. Ujaldón je pristao voditi intervju za naš portal u kojem nam iznosi zanimljive informacije o svojim projektima i svom radu, kao i o svom odnosu s GNU Linuxom.

Manuel Ujaldón profesor je na Odsjeku za računalnu arhitekturu na UMA (Sveučilište Malaga),  autor nekoliko knjiga i tutorijala, predavač na konferencijama i predaje zanimljive tečajeve. Za sve ovo opsežno i izvrsno djelo, Manuel je osvojio brojne nagrade i priznanja.

Ovisnici o Linuxu: Prvo je pitanje gotovo neizbježno. Koristite li obično GNU Linux? Kakva distribucija?

Manuel Ujaldon Martinez: Oduvijek sam bio poklonik Linuxa. Sada koristim Linux distribucije koje instaliraju moji tehničari Odjel na UMA, gdje prevladavaju Ubuntu i SUSE. U svojim ranim danima odabrao sam Red Hat / Fedoru.

THE: Razumijem da ste prvi Španjolac koji je osvojio međunarodnu nagradu CUDA Fellow od NVIDIA-e. Tri pohvale više (Istraživački centar CUDA i dva nastavna centra CUDA) pali su na Sveučilište u Malagi, gdje on radi. Prvo čestitajte Vama i UMA s našeg bloga. Kako je započelo cijelo ovo putovanje s CUDA-om?

MU: Prvo su došle nagrade instituciji u kojoj sam bio glavni istražitelj. I na kraju, pojedinačna nagrada. Priču je sažeo Voltaire u toj frazi,
"Sreća je kad priprema naiđe na priliku." 2003. godine, tijekom svog prvog boravka na Državnom sveučilištu Ohio, naučio sam implementirati znanstveni kôd na GPU na samouk i zanatski način, najprije s shaderima, a zatim s Cg. 2005. godine završio sam knjigu u kojoj sam dokumentirao cijeli proces. Mislio sam samo to prenijeti studentima u moji ljetni tečajevi, ali malo kasnije rođena je CUDA i sve se promijenilo. 2008. godine napisano je više od 4.000 znanstvenih članaka o fenomenu CUDA (2014. premašili su 60.000), a prvo priznanje dobio sam od Nvidije, „Profesorskog partnerstva“, za koju je poslužitelj Tesla S2050 doniran UMA-i s 4 visoka -kraj GPU-a. Bio je okružen vrlo dobrim suradnicima na UMA-u u državi Ohio ... Taj je talent donio sve nagrade koje ste spomenuli. Morali ste samo povući kolica.
U 2015. se preuzima CUDA SDK svakih 9 sekundi, a popis GPU-a s CUDA-om premašuje 600 milijuna. Sada su nagrade mnogo konkurentnije, ali nastavljam se obnavljati kao CUDA-in suradnik četiri godine kasnije, jer Nvidia podržava "rano usvojene osobe" i one koji smo strastveni prema predavanju CUDA-e. S više od 50 tečajeva i seminara koji su predavani za sve ovo vrijeme (neki i nakon leta više od 20 sati), tvrtka cijeni moj trud. I daje mi priliku da unutar vodeće tvrtke u mom istraživačkom području znam neprocjenjivo iskustvo. Moral: Bez pripreme ne tražite sreću

THE: NVIDIA nam je linuxerima ostavila gorko slatke trenutke. Sjetit ćete se onog "Jebi se!" Linusa Torvaldsa posvećen NVIDIA-i. Ubrzo nakon toga Linus je pozdravio što je NVIDIA pustila Tegra K1 upravljačke programe ... Što mislite da je razlog za ove promjene u stavu?

MU: U svojim počecima Nvidia je bila tvrtka dizajnirana za zaradu. Ali u posljednjem desetljeću, barem u onom odjelu koji znam, bio je ispunjen znanstvenicima s najboljih sveučilišta, uglavnom Stanforda. Ljudi poput Billa Dallyja ili Davida Luebkea znaju dodanu vrijednost distribucije znanja i treninga. Profit napokon stiže, ali prolazi tamo. Sada postoji više od 800 registriranih sveučilišta koja predaju CUDA i koja Nvidia mazi donacijama, stipendijama, tečajevima, ... Ulaže se u kamenolom, prije nego što se sada tražilo da zvijezde potpišu da pobijede! Tvrtke iz Silicijske doline znaju izgledati dugoročno, mnoge se inicijative čine kao jama bez dna, ali to su sjemenke koje kasnije niču. Razumijem da je za Linusa Torvaldsa Nvidia od prije 15 godina bio sam Lucifer. A sada čudno namigni.

THE: Njegov rad doprinosi na polju zdravstva. Obradom biomedicinskih slika za otkrivanje područja od interesa poput tumora ili regeneriranih tkiva i analizom degenerativnih bolesti putem računalnih aplikacija. Dajte nam uvod u ove zanimljive projekte ...

MU: Prije svega, projekti nisu moji, već skupina koju koordiniram i koja djeluje jednako ili više nego ja. Međutim, mi ne izmišljamo nove biomedicinske tehnike jer nismo stručnjaci u tom području, pokušavamo razumjeti najinovativnije i računski najskuplje procese kako bismo ih ubrzali pomoću GPU-a. Tehnike otkrivanja raka postaju preciznije i preventivnije, ali zahtijevaju analizu slike koja na CPU-u može potrajati mjesecima. U GPU-u stvar može ostati nekoliko dana, pa čak i sati, što čini proces održivim. Inženjer je pragmatičan tip, to je etimologija riječi koja identificira našu uniju, to je ono što nas "pali".

THE: Vidjeli smo kako računarstvo može poboljšati naš život i kako na njega utječe. Ali možda ne tako izravno kao njihovi projekti, koji izgledaju samo usmjereni na isključivo humanitarni rad. Mislim, njihova svrha nije razviti tehnologiju koja se zatim može koristiti u zdravstvenom polju, već su to projekti za zdravlje i od njega. Iza tog velikog istraživača stoji i sjajna osoba ... Zar ne mislite?

MU: Više od sjajne osobe, smatram se razumnim tipom. Kad radite u bolnici i tako blizu vidite karcinom, sjajno je učiniti svoje. To što se pacijentu može dijagnosticirati danima, pa čak i tjednima unaprijed, sjajno je čak i ako ne možete učiniti ništa da ga izliječite ako se razboli. Ali on misli da je zdrav i što mu svakodnevno prolazi kroz glavu što čeka medicinski rezultat. Skraćivanje tog iskušenja pretpostavlja takvo zadovoljstvo da mi ga, na primjer, razvoj videoigre ne može donijeti. Društvo je pomalo stigmatiziralo informatičare kao čudne tipove ("nakaze"), ali ima svega. Rad u bolnici vas humanizira, postajete hedonističniji, to je izvrstan kontrapunkt, i još više u svijetu u kojem živimo, s toliko nezdrave ovisnosti ...

THE: Nastavio je istraživati ​​bioinformatiku u centrima u Sjedinjenim Državama i Australiji. Nije li nacionalni istraživački centar ili bolnica bio zainteresiran za vaš rad kako bi ga primijenio u praksi?

MU: Prošle godine Junta de Andalucía dodijelila mi je projekt izvrsnosti na četiri godine za ubrzavanje primjene bioinformatike u GPU-ima, a u posljednjem desetljeću imali smo još jedan sličan. U ovom slučaju analiziramo neuronsku aktivnost kako bismo otkrili lezije mozga. Surađujemo s tvrtkom Brain Dynamics iz Andaluzijskog tehnološkog parka, a odatle imamo pristup raznim bolnicama na tom području. Bolnica Clínico i bolnica Carlos Haya u Malagi i bolnica Costa del Sol u Marbelli potencijalni su klijenti i nadamo se da će imati koristi od rezultata projekta. Za sada je preuranjeno za polaganje računa, preostale su još 3 godine posla, ali plovimo pravim putem i brod ima pramac usmjeren prema andaluzijskom zdravlju. Nadamo se da ćemo se ostvariti. To se već dogodilo s prethodnim projektom.

THE: Korištenje snage GPU-a za aplikacije opće namjene koje zahtijevaju velike računalne mogućnosti (GPGPU) nešto je što je naizgled "u modi". Zašto mislite da je industriji trebalo toliko vremena da shvati da grafička kartica vrijedi više od video igara?

MU: Svaka velika inovacija mora prevladati otpor prema promjenama. Intel i AMD procesori koriste x40 kôd već 86 godina, strašan niz uputa koji vrijedi samo zato što korisnik cijeni povratnu kompatibilnost. Intel je toga uvijek bio svjestan, ali njegovi pokušaji da "modernizira" x86 bili su toliko katastrofalni neuspjesi da je s vremenom izgubio volju za ustrajanjem. AMD je tijekom ovog vremena bio vrlo samozadovoljan, a posljednjih je godina imao puno veze s preživljavanjem. U one je stigao "autsajder" poput Nvidije, i bez ambicija to postiže. Mnogi od nas željeli su zaboraviti na melodiju koja nije u skladu, posebno kad nam se činilo osuđenim da je svakodnevno slušamo. Sada imamo nebesku glazbu i hipnotizirani otvaramo oči i vidimo da je GPU jeftina platforma, svestrana (koju već reproduciranjem ili upravljanjem monitorom već imamo amortiziranu) i sveprisutna (trenutno se prodaju tri GPU-a za svaki CPU) . Kad pomislimo, zašto ne? A onda se probudite, jer učenje programiranja na CUDA-i nije lako, pogotovo ako dolazite iz Pythona gdje sve funkcionira na visokoj razini i radi se leđima okrenutoj platformi. CUDA je trijumf marljivog radnika, želje za radom, ustrajnosti, toliko neupotrebljenih vrijednosti, ali da se moramo oporaviti. Čudo je da je toliko duboko i tako brzo prodrlo u naše današnje društvo.

THE: S tim ste započeli prije više od 10 godina, zapravo 2005. objavili ste knjigu o tome kako programirati GPU za ubrzavanje znanstvenih primjena. Je li to već bila otvorena tajna?

MU: Mislim da tada najoptimističniji ljudi ne bi pomislili da ćemo stići tu gdje jesmo, ne tako brzo. GPU ima evolucijsku stopu mnogo veću od CPU-a, svaka generacija je kraća i uvodi više inovacija. To čini put ljepšim, ali i teže vizionarima.

THE: Uz to, pojavile su se inicijative kao što je HSA Foundation za upravljanje razvojem HSA sustava. Možete li objasniti drugim smrtnicima važnost heterogenog računanja?

MU: Velika većina trenutnih procesora integrira CPU i GPU na isti čip. CPU je višejezgreni (nekoliko složenih jezgri, oko deset), a GPU je višejezgreni (mnogo jednostavnih jezgri, oko tri tisuće). Što je moćnije, deset čekića ili tri tisuće skalpela? Ovisi o problemu koji želite riješiti. Ali svi se slažemo da je najbolje deset čekića * i * tri tisuće skalpela. To je heterogeno računanje: Ničega se ne odričite. Pretplatite se na sve, a zatim pokušajte servisirati 100% resursa. Da biste zauzeli CPU, trebat će vam stara škola: C prije dva desetljeća, Java posljednje desetljeće i Python ovo desetljeće. Da biste iskoristili prednost GPU-a, trebat će vam CUDA ovog desetljeća, a vidjet ćemo što će se sljedeće dogoditi. Mnogi kodovi izgledaju bolje na CPU-u, a drugi na GPU-u. Ako znate programirati samo jedan procesor, propustićete dualnost i platili ste je kad ste kupili računalo. Svakim danom programer koji ne poznaje GPU više je jednoručan, a tvrtka će uvijek preferirati dvosmislenog radnika.

THE: Programeri Linuxa u posljednje vrijeme posvećuju posebnu pozornost ARM-u. To je zbog nečega. Ova obitelj čisti mobilne uređaje. No, čini se da ga zanima i manje snage, na primjer, AMD je predstavio svoju K12 arhitekturu i najavljene su Opteron A-serije za poslužitelje. Je li ARM budućnost? Mislite li da će osvojiti HPC i sektor kućnog računala istiskujući AMD64, SPARC, POWER, ...?

MU: Više od niske potrošnje, ono što ARM nudi je novi model, jer vam ne prodaje čip, već dizajn planira zajedno s licencom za njegovu izgradnju. Ostali znakovi koje spominjete više su vlasnički krajnji proizvod. Kao da vam je jedan restoran prodao paellu, a drugi recept koji ćete pripremiti kod kuće (ali jamčeći da će ispasti dobar kao onaj u restoranu). Dugoročno, ako volite paelu, bolje je uložiti u drugu opciju, uživat ćete više, a koštat će vas manje. Također, prodajom recepta stječete više prijatelja, jer onaj dan kada paella ispadne loša, kupac preuzme svoju krivnju, ne može je baciti u restoran. Na taj način ARM prikuplja zadovoljne kupce, a to je uvijek velika investicija. Dobar primjer je Nvidia Tegra koju ste ranije spomenuli. Nose ARM procesor i natječu se sa svojim čipovima u istom segmentu male snage u kojem je ARM kralj. Kada je Nvidia ušla na to tržište, ARM joj je pomogao dajući joj ključni recept. Sada ARM zarađuje od Tegre koju Nvidia prodaje. Inovativnim i načinom na koji je implementirao svoje ideje, ARM zaslužuje svoju sreću (a osim toga je europska tvrtka). Nadam se da će i dalje rasti.

THE: HPC je * nix teritorij, točnije Linux. Jedan od odgovora na ovaj trend mogao bi biti njegov otvoreni izvor, ali isto tako i FreeBSD, a kvota govori sama za sebe. Možete li opravdati ovu dominantnu ulogu Linuxa u HPC-u?

MU: Za mene je FreeBSD zamjena za Linux. Ako imate čisti okus, zašto se mijenjati. I izvan svijeta Linuxa, ne vidim da se Windows ili MacOS nadvijaju nad HPC-om. Pratim top20.org već 500 godina i uvijek su to bile samo trupe. HPC zajednicu čine znanstvenici, a svaki članak na koji se pretplatimo zaslužio je svoju zaslugu, a ne samo operativni sustav. Znate li što znanstvenici koriste za pisanje naših članaka? Lateks. U našem svijetu Word ima teško tržište. Pa ipak, u korisničkom računanju Word pobjeđuje snažno.

THE: Sveučilište u Malagi zauzelo je 22. mjesto na ljestvici sveučilišta koja najviše doprinose slobodnom softveru. Što možete reći o ovoj poziciji člana UMA?

MU: Mogu reći da sam okružen briljantnim kolegama koji bi mogli pokazati puno više svojih softverskih kreacija. I nikada ih nisam vidio kako smišljaju ekonomski plan za bogaćenje. Dobro obavljen posao dostojan je više od novca.

THE: Intervju obično završimo svojevrsnom igrom. Sastoji se od iznošenja kratkog osobnog mišljenja o sljedećim uvjetima:

MU: Otvoreni izvor: Radite na pružanju nematerijalnih uloga, teško razumljivih onima koji se kreću prema ekonomskim parametrima. Tamo su one, najbolje stvari u životu besplatne.
OpenGL: Prvi standard za grafičko programiranje, kojem toliko dugujemo.
OpenCL: Standard za GPGPU programiranje, lijepa priča koja iznenađujuće ide prema fijasku jer uskoro ne preokreće trend. Život nije uvijek pošten.
Arduino: OpenGL hardverskog sloja, kojem ćemo zasigurno također biti dužni za nekoliko godina.
Linus Torvalds: Guru. Ispod najbolja dva, za mene Steve Jobs i Robert Noyce, ali među 50 najutjecajnijih likova u povijesti tehnologije.

Nadam se da vam se svidio ovaj novi intervju u seriji koji ćemo objaviti. I potičem zainteresirane da se prijave za 11. izdanje tečaja de GPU programiranje s CUDA-om. Organizira ga sam Ujaldón, a održat će se u srpnju na UMA. Uz to, ima odobrenje CUDA Teaching Centra, što ga čini jedinstvenim u Španjolskoj.

Tečaj je otvoren za svakoga tko minimalno poznaje programiranje u C. polaznicima naučite programirati grafičke kartice pomoću CUDA-e. Uživat će 60 sati, uglavnom praktično. Uz to će se nagraditi i GeForce GTX 480 grafička kartica koju je donirala NVIDIA.