Carma DevKit: Tegra 3 e una GPU Quadro per il GPU computing di piccole dimensioni

L'interesse per l'utilizzo delle GPU in ambiti di calcolo che non siano quelli legati alla sola grafica 3D dei videogiochi è ben evidente nel contesto delle aziende impegnate, su vari fronti, in ambiti professionali. Da tempo è ben chiaro come Intel, AMD e NVIDIA stiano sempre più spingendo verso l'utilizzo di architetture di GPU che siano in grado di eseguire elaborazioni parallele non grafiche, affiancando a titolo diverso le tradizionali architetture di CPU x86.

Sino ad oggi questo ha implicato l'utilizzo di GPU di elevate dimensioni, e conseguente alta potenza elaborativa, all'interno di workstation oppure di cluster server dedicati ad utilizzi HPC. Questo non è tuttavia l'unico approccio presentabile: in commercio sono infatti presenti numerose tipologie di GPU che possono venir adattate a utilizzi per calcoli paralleli non grafici che sono caratterizzate da livelli di consumo molto contenuti: basti pensare a tutti i modelli sviluppati per utilizzi in sistemi mobile.

E' in quest'ottica che Seco ha sviluppato Carma DevKit: si tratta di una scheda madre, dotata delle tradizionali connessioni di I/O e per lo storage locale, che abbina un SoC Tegra 3 di NVIDIA ad una GPU Quadro 1000M. La risultante è quella di avere una potenza di calcolo in single precision che raggiunge i 270 GFlops con dimensioni e consumi che sono molto contenuti. Il raffreddamento della scheda video discreta è di tipo completamente passivo, con una temperatura che ha raggiunto nel sistema di test mostrato i 45 gradi centigradi con occupazione al 100%. Per il SoC Tegra 3 è stato utilizzato un dissipatore di calore con piccola ventola integrata, di fatto inudibile durante il funzionamento.

Una soluzione di questo tipo abbina un SoC quad core della famiglia Tegra 3, dotato di core basati su architettura ARM Cortex A9, a 2 Gbytes di memoria di sistema; la GPU dedicata integra 96 CUDA cores ed è collegata al SoC Tegra 3 attraverso un link PCI Express 4x. La scheda video è un modello sviluppato per l'utilizzo in workstation grafiche mobile; utilizza quindi un modulo MXM per connettersi con la scheda madre.

Questa piattaforma viene al momento proposta quale kit di sviluppo, venduta sul mercato a partire dalla fine di questo mese al prezzo di circa 550,00€. Si tratta di una soluzione interessante per chi vuole sviluppare una piattaforma di calcolo parallelo nella quale puntare la stragrande maggioranza della potenza di elaborazione sulla componente GPU, non volendo basarsi su una tradizionale architettura x86 ma sfruttando la flessibilità dei core ARM.

Al momento attuale NVIDIA ha avviato sperimentazioni per cluster di soluzioni simile a questa proposta da Seco all'interno di un datacenter a Barcellona. Altre installazioni sono previste per i prossimi mesi sempre a livello sperimentale mentre si vocifera della possibilità di configurare un cluster con circa 1.000 di questi sistemi in parallelo, riuscendo a contenere il consumo entro circa 45 Watt per scheda madre a pieno carico per una potenza di calcolo complessiva tutt'altro che trascurabile.