TU München nutzt Nvidia-GPU zur Strömungsberechnung

Der Lehrstuhl für Aerodynamik der Technischen Universität München (TUM) hat im Rahmen einer studentischen Forschungsarbeit komplexe Strömungssimulationen mithilfe von Nvidia-Grafikprozessoren durchgeführt. Nach Angaben von Nvidia konnten die Berechnungen mit einer handelsüblichen Geforce 8800 GT gegenüber einer CPU um das Siebenfache beschleunigt werden.

Zur Programmierung der GPU für Prozessberechnung (GPGPU) dient Nvidias frei zugängliche Programmiersprache CUDA (Compute Unified Device Architecture). Der Hersteller bietet dazu ein Software Development Kit zum Download an. Die hohe Rechenleistung der Grafikkarten entsteht durch das Parallelisieren vieler Datenverarbeitungseinheiten auf dem Grafikchip, wodurch im Vergleich zu herkömmlichen CPUs sehr viel mehr Transistoren für die Berechnung zur Verfügung stehen.

„Es hat sich gezeigt, dass Grafikprozessoren aufgrund ihrer parallelen Architektur berechnungsintensive Aufgaben um ein Vielfaches schneller erledigen können als herkömmliche Hauptprozessoren. Gerade in Bereichen, in denen daten- und rechenintensive Grundlagenforschung betrieben wird, sehen wir deshalb große Chancen für eine zunehmende Verbreitung von GPU-Lösungen“, sagt Thomas Indinger, Leiter der Forschungsarbeit und des Bereichs Automobil-Aerodynamik am Lehrstuhl für Aerodynamik der TUM.

Im Rahmen einer Kooperation stellt Nvidia der Universität Grafikprozessoren aus der High-Performance-Computing-Produktlinie Tesla zur Verfügung, die für den Dauereinsatz im professionellen Umfeld konzipiert ist. Die Prozessoren verfügen über bis zu 4 GByte Speicher und bieten eine Rechenleistung von 1 Teraflops. An der TUM sollen damit demnächst Strömungssimulationen durchgeführt werden. Nach ersten Schätzungen gehen die Wissenschaftler von einer bis zu 40-mal schnelleren Berechnung aus.

Die parallele Rechenleistung von GPUs lässt sich auch zum Transkodieren von Videos sowie für geologische oder medizinische Projekte nutzen. Mit Veröffentlichung von Microsofts Grafikschnittstelle DirectX 11, die mit Windows 7 erscheinen soll, wird dies voraussichtlich auch mit Grafikkarten anderer Hersteller möglich sein.

Strömungssimulationen lassen sich mittels GPUs deutlich beschleunigen (Bild: Nvidia).