BaM: Nvidia und IBM wollen zur Leistungsmaximierung GPUs mit SSDs koppeln

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Nvidia, IBM und Universitäten arbeiten an dem BaM-Programm, das einen direkten Zugriff der GPU auf schnellen NVMe-Speicher ermöglichen soll. 
Quelle: Nvidia

Die Datensätze, mit denen GPU-beschleunigte Anwendungen heutzutage laufen, werden kontinuierlich größer und der Bedarf nach Speicher steigt schnell. Nvidia, IBM und die Mitglieder einiger Universitäten haben deshalb eine neue Architektur entwickelt, die einen schnellen Zugang zu beträchtlichen Speichermengen ermöglicht. Lesen Sie daher im Folgenden mehr von BaM, das den direkten Zugriff der GPU auf NVMe-SSDs ermöglichen soll.

Big Accelerator Memory (BaM) ist ein Programm, bei dem die Abhängigkeit von Nvidia-Grafikkarten und kompatiblen Hardwarebeschleunigern vom Prozessor verringert werden soll, damit die Zugriffszeiten auf den Speicher geringer werden und die Leistung und Speicherkapazität gleichzeitig besser werden kann. Das soll einerseits durch eine erhöhte GPU-Speicherkapazität durch die Verwendung von NVMe-SSDs und andererseits durch eine verbesserte Bandbreite durch Parallelisierung erfolgen. Mittels Abstraktionen der GPU-Threads soll dabei der Zugriff auf massive Datenstrukturen in der erweiterten Speicherhierarchie möglich werden.

Nvidia als wichtigstes Mitglied des BaM-Teams könne die eigenen Ressourcen für eine solche Entwicklung nutzen. Anstatt Prozesse wie die Übersetzung virtueller Adressen, auf Seitenfehlern basierendes Laden von Daten auf Abruf und weitere konventionelle CPU-basierte Mechanismen für die Verwaltung großer Datenmengen zu nutzen, soll BaM eine Soft- und Hardwarebasierte Architektur liefern, die es Nvidia-Grafikkarten ermögliche, Daten direkt aus dem NVMe-Speicher zu ziehen. Dabei sei keine Abhängigkeit von der CPU mehr nötig.

Die zentralen Vorteile von BaM sind daher erstens ein softwareseitiger Cache des GPU-Speichers und zweitens eine seitens des Grafiktreibers und auf der GPU errechnete Datenabfrage von der SSD. Im ersten Fall werden die Ausführungseinheiten der GPU durch eine Kombination aus RDMA, PCI-E-Interface und speziellen Linux-Kernel-Treibern genutzt, um vonseiten der GPU aus dem schnellen Grafikspeicher auf die SSDs zu schreiben bzw. nachzuladen, um zu lesen. Im zweiten Fall werden softwareseitig von der GPU Daten angefordert, die direkt von den SSDs geholt werden, ohne dabei in einem gemanagten Cache gewesen zu sein. Dadurch sollen Algorithmen auf den Grafikprozessoren sehr effizienten Datenzugriff erhalten und sehr stark spezialisiert und optimiert werden können.

Forscher aller beteiligten Entitäten haben einen Prototyp des BaM-Designs als brauchbare Alternative zu der konventionellen Lösung bezeichnet, bei der die CPU sämtliche solcher Prozesse abwickelt. Durch die höheren Bandbreiten könne die Anwendungsleistung nachhaltig gesteigert und effizienter gemacht werden. Das BaM-Design soll trotz der Beteiligung Nvidias auf Open-Source-Basis setzen und auch anderen Unternehmen solche Designs ermöglichen. AMD verfügt mit Radeon Solid State Graphics, bei denen statt normalem Grafikspeicher NVMe-SSDs neben dem Grafikprozessor platziert sind, bereits über ein ähnliches Konzept.

Quelle: Wccftech

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    • Kommentare (10)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von Cleriker Kokü-Junkie (m/w)
        AMD war da echt schon weit. Nur leider zu weit für die Zeit. Das ist doch bestimmt schon fünf Jahre her, oder?
      • Von Cleriker Kokü-Junkie (m/w)
        AMD war da echt schon weit. Nur leider zu weit für die Zeit. Das ist doch bestimmt schon fünf Jahre her, oder?
      • Von psychodad666 PC-Selbstbauer(in)
        Zitat von der_yappi
        Gabs doch schon mal von AMD - Radeon SSG
        Stimmt! Aber damals war es zu abgehoben und zu teuer... Heutzutage wären die Preise vertretbar und es würde bei entsprechender Softwareuntrstützung zu einem beachtlichen Leistungsschub kommen, wenn man CPU, RAM, PCIe und Betriebssystem einfach umgeht...
      • Von wuselsurfer Kokü-Junkie (m/w)
        Zitat von Tolotos66
        Alter Zyniker

        Realist heißt das.
        Die Magnet-Festplattenproduktion wurde 2002 auf HGST übertragen, danach kam: nichts mehr.
        SSDs kenne ich nicht von IBM und zu kaufen gibt es wohl noch SAS-Platten.
        [Ins Forum, um diesen Inhalt zu sehen]
        Von wem die stammen kann ich nicht sagen, sieht aber nach Hitachis Produktion aus.

        Zitat von Tolotos66
        Topic: SSG /HBCC /rBar /SAM. Da steckt doch überall die gleiche Überlegung dahinter. Warum funktioniert das aber bis heute nicht?
        Weil es nicht zu Ende gedacht wurde.
      • Von Tolotos66 Lötkolbengott/-göttin
        Zitat von wuselsurfer
        IBM und Festplatten?
        Die sind da doch längst raus ... .
        Alter Zyniker

        Topic: SSG /HBCC /rBar /SAM. Da steckt doch überall die gleiche Überlegung dahinter. Warum funktioniert das aber bis heute nicht?
        Stimmt. Softwareprogrammierer sind bequeme Menschen
        Gruß T.
      • Von wuselsurfer Kokü-Junkie (m/w)
        IBM und Festplatten?
        Die sind da doch längst raus ... .
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