Tachyon - это программа для параллельной / многопроцессорной трассировки лучей . Это библиотека параллельной трассировки лучей для использования на параллельных компьютерах с распределенной памятью, компьютерах с общей памятью и кластерах рабочих станций. Tachyon реализует такие функции рендеринга, как окружающее освещение, размытие фокуса по глубине резкости, тени, отражения и другие. Первоначально он был разработан для Intel iPSC / 860 Джоном Стоуном для его магистерской диссертации в Университете Миссури-Ролла. [1] Tachyon впоследствии стал более функциональным и полным движком трассировки лучей, и теперь он включен в ряд других программных пакетов с открытым исходным кодом, таких как VMD и SageMath.. Tachyon выпущен под разрешающей лицензией (включен в архив).
Автор (ы) оригинала | Джон Э. Стоун |
---|---|
Написано в | C |
Тип | Программное обеспечение для трассировки лучей / 3D-рендеринга |
Веб-сайт | Джедай |
Эволюция и особенности
Изначально Tachyon был разработан для Intel iPSC / 860 , параллельного компьютера с распределенной памятью, основанного на топологии межсоединений гиперкуба на базе Intel i860, раннего RISC-процессора с архитектурой VLIW и. Первоначально Tachyon был написан с использованием проприетарного интерфейса передачи сообщений Intel NX для серии iPSC, но вскоре после этого в 1995 году он был перенесен на самые ранние версии MPI. Tachyon был адаптирован для работы на платформе Intel Paragon с использованием Paragon XP / S 150 MP на Национальная лаборатория Окриджа. ORNL XP / S 150 MP была первой платформой, поддерживаемой Tachyon, которая сочетала в себе передачу крупномасштабных сообщений распределенной памяти между узлами и многопоточность совместно используемой памяти внутри узлов. Затем последовала адаптация Tachyon к множеству традиционных платформ рабочих станций на базе Unix и ранних кластеров, включая перенос на IBM SP2. Tachyon был включен в код PARAFLOW CFD, чтобы обеспечить объемную визуализацию потоков в сверхзвуковой камере сгорания на Paragon XP / S в Исследовательском центре NASA в Лэнгли, что обеспечивает значительный прирост производительности по сравнению с традиционными подходами к визуализации после обработки, которые использовались ранее. [2] Начиная с 1999 года, поддержка Tachyon была включена в программу молекулярной графики VMD , и это положило начало продолжающейся совместной разработке Tachyon и VMD, в которую были добавлены многие новые функции Tachyon специально для молекулярной графики. Тахион использовался для рендеринга изображений, победивших в конкурсе NSF 2004 Visualization Challenge. [3] В 2007 году Tachyon добавила поддержку окружающего освещения, что стало одной из функций, сделавших его все более популярным для молекулярной визуализации в сочетании с VMD. VMD и Tachyon постепенно адаптировались для поддержки рутинных задач визуализации и анализа на кластерах, а затем и на больших суперкомпьютерах с петафокальным масштабом. Тахион использовался для создания фигур, фильмов и изображения на обложке Nature атомной структуры капсида ВИЧ-1, решенного Zhao et al. в 2013 году на суперкомпьютере Blue Waters petascale в NCSA, U. Illinois. [4] [5]
Использование в демонстрациях, обучении и тестировании параллельных вычислений
Отчасти благодаря своей переносимости на широкий спектр платформ, Tachyon использовался в качестве тестового примера для множества статей о параллельных вычислениях и компиляторах.
В 1999 году Джон Стоун помог Биллу Магро адаптировать Tachyon для поддержки ранних версий стандарта параллельных вычислений на основе директив OpenMP, используя компилятор Kuck and Associates. Tachyon был показан как демонстрация интерактивной трассировки лучей на рабочих станциях DEC Alpha с использованием KCC и OpenMP.
В 2000 году Intel приобрела Kuck and Associates Inc., [6] и Tachyon продолжал использоваться в качестве демонстрации OpenMP. Позже Intel использовала Tachyon для разработки различных примеров программирования для своей системы параллельного программирования Threading Building Blocks (TBB), где старая версия программы продолжает использоваться в качестве примера по сей день. [7] [8]
В 2006 году Tachyon был выбран SPEC HPG для включения в тестовый пакет SPEC MPI 2007 . [9] [10]
Помимо типичного использования Tachyon в качестве инструмента для рендеринга высококачественных изображений, вероятно, из-за его переносимости и включения в SPEC MPI 2007, он также использовался в качестве тестового примера и точки сравнения для различных исследовательских проектов, связанных с параллельным рендерингом и визуализацией. [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] облачные вычисления, [20] [21] [22] [23] [24] и параллельные вычисления », [ 25] [26] [27] компиляторы, [28] [29] [30] [31] системы времени выполнения, [32] [33] и компьютерная архитектура, [34] [35] [36] инструменты анализа производительности, [37] ] [38] [39] и энергоэффективность систем HPC. [40] [41] [42]
Смотрите также
- Визуальная молекулярная динамика
Внешние ссылки
- Веб-сайт параллельной / многопроцессорной системы трассировки лучей Tachyon
- Тахионный трассировщик лучей (встроенный в VMD)
- Докторская диссертация Джона Стоуна, описывающая самые ранние версии Тахиона.
Рекомендации
- ^ Стоун, Джон Э. (январь 1998 г.). «Эффективная библиотека для параллельной трассировки лучей и анимации» . Магистерские диссертации .
- ^ Stone, J .; Андервуд, М. (1996). «Визуализация численного моделирования потоков с использованием MPI». Ход работы. Вторая конференция разработчиков MPI . С. 138–141. CiteSeerX 10.1.1.27.4822 . DOI : 10.1109 / MPIDC.1996.534105 . ISBN 978-0-8186-7533-1. S2CID 16846313 .
- ^ Эмад Тайхоршид; Клаус Шультен. «Проницаемость воды через аквапорины» . Группа теоретической и вычислительной биофизики, Иллинойсский университет в Урбана-Шампейн.
- ^ Чжао, Гунпу; Perilla, Juan R .; Юфенюй, Эрнест Л .; Мэн, Синь; Чен, Бо; Нин, Цзиин; Ан, Джин Ву; Gronenborn, Angela M .; Шультен, Клаус (2013). «Зрелая структура капсида ВИЧ-1 с помощью криоэлектронной микроскопии и всеатомной молекулярной динамики» . Природа . 497 (7451): 643–646. Bibcode : 2013Natur.497..643Z . DOI : 10,1038 / природа12162 . PMC 3729984 . PMID 23719463 .
- ^ Stone, John E .; Изралевиц, Барри; Шультен, Клаус (2013). «Ранний опыт масштабирования задач молекулярной визуализации и анализа VMD в голубой воде». Семинар 2013 г. по экстремальному масштабированию (XSW 2013) . С. 43–50. CiteSeerX 10.1.1.396.3545 . DOI : 10.1109 / XSW.2013.10 . ISBN 978-1-4799-3691-5. S2CID 16329833 .
- ^ «Intel приобретает Kuck & Associates. Приобретение расширяет возможности Intel в области средств разработки программного обеспечения для многопроцессорных вычислений» . Проверено 30 января 2016 года .
- ^ «Строительные блоки Intel® Threading (Intel® TBB)» . Проверено 30 января 2016 года .
- ^ "Параллель для -Тахион" . Корпорация Intel. 2009-03-09 . Проверено 30 января 2016 года .
- ^ "122.tachyon Описание эталонного теста SPEC MPI2007" . Проверено 30 января 2016 года .
- ^ Мюллер, Маттиас С .; Ван Ваверен, Маттейс; Либерман, Рон; Уитни, Брайан; Сайто, Хидеки; Кумаран, Калян; Барон, Джон; Брантли, Уильям С .; Пэррот, Крис; Элкен, Том; Фэн, Хуйюй; Вдумайтесь, Карл (2009). «SPEC MPI2007 - набор тестов приложений для параллельных систем, использующих MPI». Параллелизм и вычисления: практика и опыт : н / д. DOI : 10.1002 / cpe.1535 . S2CID 5496204 .
- ^ Розенберг, Роберт О .; Lanzagorta, Marco O .; Ччелканова, Альмадена; Хохлов, Алексей (2000). «Параллельная визуализация больших наборов данных». В Эрбахере, Роберт Ф; Чен, Филип С; Робертс, Джонатан С; Виттенбринк, Крейг М. (ред.). Визуальное исследование и анализ данных VII . 3960 . С. 135–143. DOI : 10.1117 / 12.378889 . S2CID 62573871 .
- ^ Лоулор, Орион Скай. "ИМПОСТОРЫ ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ИНТЕРАКТИВНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ" (PDF) . МС, Университет штата Иллинойс в Урбане-2001 . Проверено 30 января 2016 года .
- ^ "Лоулор, Орион Скай, Мэтью Пейдж и Джон Генетти." MPIglut: программирование Powerwall стало проще. "(2008)" (PDF) . Проверено 30 января 2016 года .
- ^ Макгиган, Майкл (2008-01-09). «К шкале Тьюринга графики на суперкомпьютере Blue Gene». arXiv : 0801.1500 [ cs.GR ].
- ^ «Лоулор, Орион Скай и Джо Генетти.« Интерактивный объемный рендеринг полярных сияний на графическом процессоре »(2011)» (PDF) .
- ^ Гроттель, Себастьян; Крона, Майкл; Шарновски, Катрин; Эртл, Томас (2012). «Окклюзия объектно-пространственного окружения для молекулярной динамики». 2012 IEEE Pacific Visualization симпозиум . С. 209–216. DOI : 10.1109 / PacificVis.2012.6183593 . ISBN 978-1-4673-0866-3. S2CID 431332 .
- ^ Stone, John E .; Изралевиц, Барри; Шультен, Клаус (2013). «Ранний опыт масштабирования задач молекулярной визуализации и анализа VMD в голубой воде». Семинар 2013 г. по экстремальному масштабированию (XSW 2013) . С. 43–50. CiteSeerX 10.1.1.396.3545 . DOI : 10.1109 / XSW.2013.10 . ISBN 978-1-4799-3691-5. S2CID 16329833 .
- ^ Stone, John E .; Vandivort, Kirby L .; Шультен, Клаус (2013). «Молекулярная визуализация с ускорением на GPU на суперкомпьютерных платформах с петауровнем». Труды 8-го Международного семинара по ультрамасштабной визуализации - Ultra Vis '13 . С. 1–8. DOI : 10.1145 / 2535571.2535595 . ISBN 9781450325004. S2CID 18633700 .
- ^ Сенер, Мелих; и другие. «Визуализация процессов преобразования энергии в светособирающей органелле на атомных деталях» (PDF) . Проверено 30 января 2016 года .
- ^ Патчин, Филипп; Лагар-Кавилья, Х. Андрес; Де Лара, Эяль; Брудно, Майкл (2009). «Добавление простой кнопки в облако с помощью Snow Flock и MPI». Материалы 3-го семинара ACM по виртуализации системного уровня для высокопроизводительных вычислений - HPCVirt '09 . С. 1–8. CiteSeerX 10.1.1.534.7880 . DOI : 10.1145 / 1519138.1519139 . ISBN 9781605584652. S2CID 15380880 .
- ^ Нил, Ричард; Карлони, Лука П .; Шабаршин, Александр; Сигаев Валерий; Черепанов, Сергей (2011). «Виртуализация встроенного процессора для широкополосных сетевых вычислений». 2011 12-я Международная конференция IEEE / ACM по грид-вычислениям . С. 145–156. CiteSeerX 10.1.1.421.5483 . DOI : 10.1109 / Grid.2011.27 . ISBN 978-1-4577-1904-2. S2CID 7760113 .
- ^ «Механизм рабочего процесса для вычислений в облаках, Даниэль Франц, Джи Тао, Хольгер Мартен и Ахим Страйт. ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ 2011: Вторая международная конференция по облачным вычислениям, GRID и виртуализации». 2011: 1–6. CiteSeerX 10.1.1.456.6480 . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ Тао, Цзе; и другие. (2012). «Подход к реализации для объединения облачных сервисов» (PDF) . Международный журнал достижений в области программного обеспечения . 5 (1 и 2): 65–75.
- ^ Нил, Ричард В. (2013). Гетерогенные облачные системы на основе широкополосных встроенных вычислений (Диссертация). Колумбийский университет. DOI : 10.7916 / d8hh6jg1 .
- ^ Манджикян, Нараиг (2010). «Изучение проблем проектирования и реализации мультипроцессоров с помощью классных демонстраций» . Труды Канадской ассоциации инженерного образования . DOI : 10,24908 / pceea.v0i0.3110 . Проверено 30 января 2016 года .
- ^ Ким, Уён; Восс, М. (01.01.2011). «Программирование многоядерных настольных компьютеров с использованием строительных блоков Intel Threading». Программное обеспечение IEEE . 28 (1): 23–31. DOI : 10.1109 / MS.2011.12 . ISSN 0740-7459 . S2CID 14305861 .
- ^ Чибукджян, Марк; Каррибо, Патрик; Пераш, Марк (2012). «Иерархическое локальное хранилище: использование гибкого совместного использования пользовательских данных между задачами MPI». 26-й Международный симпозиум по параллельной и распределенной обработке, 2012 г., IEEE . С. 366–377. DOI : 10.1109 / IPDPS.2012.42 . ISBN 978-1-4673-0975-2. S2CID 15232185 .
- ^ Годрат, Мохаммед Али; Гиваргис, Тони; Николау, Алекс (2008). «Оптимизация потока управления в контурах с использованием интервального анализа». Материалы международной конференции 2008 г. «Компиляторы, архитектуры и синтез для встраиваемых систем» - CASES '08 . п. 157. CiteSeerX 10.1.1.144.7693 . DOI : 10.1145 / 1450095.1450120 . ISBN 9781605584690. S2CID 14310352 .
- ^ Герен, Ксавье (12 мая 2010 г.). «Герен, Ксавье. Эффективный подход к разработке встроенного программного обеспечения для многопроцессорной системы на кристалле. Дисс. Национальный политехнический институт Гренобля-INPG, 2010» . Проверено 30 января 2016 года . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ Миланез, Тео; Колланж, Сильвен; Кинтао Перейра, Фернанду Маньо; Мейра-младший, Вагнер; Феррейра, Ренато (01.10.2014). «Планирование потоков и объединение памяти для динамической векторизации рабочих нагрузок SPMD». Параллельные вычисления . 40 (9): 548–558. DOI : 10.1016 / j.parco.2014.03.006 .
- ^ Оджа, Давендар Кумар; Сикка, Гита (01.01.2014). Сатапати, Суреш Чандра; Авадхани, PS; Удгата, Сиба К .; Лакшминараяна, Садасивуни (ред.). Исследование методов векторизации для многоядерной архитектуры SIMD, предоставляемых компиляторами . Достижения в интеллектуальных системах и вычислениях. Издательство Springer International. С. 723–728. DOI : 10.1007 / 978-3-319-03107-1_79 . ISBN 9783319031064.
- ^ Канг, Микён; Канг, Донг-Ин; Ли, Сынвон; Ли, Джейдон (2013). «Системная структура и API для параллельного программного обеспечения, адаптируемого во время выполнения». Материалы исследования 2013 г. по адаптивным и конвергентным системам на - RACS '13 . С. 51–56. DOI : 10.1145 / 2513228.2513239 . ISBN 9781450323482. S2CID 30376161 .
- ^ Бисвас, Сусмит; Supinski, Bronis R. de; Шульц, Мартин; Франклин, Диана; Шервуд, Тимоти; Чонг, Фредерик Т. (2011). «Использование сходства данных для уменьшения объема памяти». 2011 Международный симпозиум по параллельной и распределенной обработке IEEE . С. 152–163. CiteSeerX 10.1.1.294.6312 . DOI : 10.1109 / IPDPS.2011.24 . ISBN 978-1-61284-372-8. S2CID 14570159 .
- ^ Ман-Лап Ли; Сасанка, Р .; Adve, SV; Йен-Куанг Чен; Дебес, Э. (2005). «Тестовый набор ALPbench для сложных мультимедийных приложений». IEEE International. 2005 Труды IEEE Workload характеризации симпозиума, 2005 . С. 34–45. CiteSeerX 10.1.1.79.42 . DOI : 10.1109 / IISWC.2005.1525999 . ISBN 978-0-7803-9461-2. S2CID 7065621 .
- ^ Чжан, Цзяци; Чен, Вэнгуан; Тянь, Синьминь; Чжэн, Вэйминь (2008). «Изучение новых приложений для транзакционной памяти». 2008 Девятая международная конференция по параллельным и распределенным вычислениям, приложениям и технологиям . С. 474–480. DOI : 10,1109 / PDCAT.2008.77 . ISBN 978-0-7695-3443-5. S2CID 9699030 .
- ^ "Альмалесс, Гассан и Франк Вайсбурт." О масштабируемости параллельных приложений обработки изображений и сигналов на новых многоядерных процессорах cc-NUMA "." Проектирование и архитектура для обработки сигналов и изображений (DASIP), Конференция 2012 г., IEEE, 2012 " (PDF) .
- ^ Szebenyi, Zolt´n; Волк, Феликс; Уайли, Брайан Дж. Н. (2011). «Анализ производительности долгоиграющих приложений». 2011 Международный симпозиум IEEE по параллельной и распределенной обработке, семинары и форум PHD . С. 2105–2108. DOI : 10.1109 / IPDPS.2011.388 . ISBN 978-1-61284-425-1. S2CID 14284392 .
- ^ Себени, Золтан; Уайли, Брайан Дж. Н.; Вольф, Феликс (27.06.2008). Кунев, Самуэль; Гортон, Ян; Сакс, Кай (ред.). Параллельный анализ производительности SCALASCA приложений SPEC MPI2007 . Конспект лекций по информатике. Springer Berlin Heidelberg. С. 99–123. CiteSeerX 10.1.1.167.5445 . DOI : 10.1007 / 978-3-540-69814-2_8 . ISBN 9783540698135.
- ^ Вагнер, Майкл; Knupfer, Андреас; Нагель, Вольфганг Э. (2013). «Методы иерархической буферизации памяти для расширения трассировки событий в памяти до формата Open Trace 2». 2013 42-я Международная конференция по параллельной обработке . С. 970–976. DOI : 10.1109 / ICPP.2013.115 . ISBN 978-0-7695-5117-3. S2CID 14289974 .
- ^ Вонён Ким; Gupta, Meeta S .; Вэй, Гу-Ён; Брукс, Дэвид (2008). «Анализ системного уровня быстрой системы DVFS на ядро с использованием встроенных регуляторов переключения». 2008 14-й Международный симпозиум IEEE по архитектуре высокопроизводительных компьютеров . С. 123–134. CiteSeerX 10.1.1.320.879 . DOI : 10.1109 / HPCA.2008.4658633 . ISBN 978-1-4244-2070-4. S2CID 538731 .
- ^ Хакенберг, Даниэль; Шене, Роберт; Молка, Даниил; Мюллер, Маттиас С .; Кнюпфер, Андреас (2010). «Количественная оценка изменений энергопотребления систем HPC с использованием тестов SPEC MPI». Компьютерные науки - Исследования и разработки . 25 (3–4): 155–163. DOI : 10.1007 / s00450-010-0118-0 . S2CID 12354074 .
- ^ Иоанну, Николас; Каушке, Майкл; Грис, Матиас; Синтра, Марсело (2011). «Фазовое иерархическое управление питанием на основе приложений на одночиповом облачном компьютере». 2011 Международная конференция по параллельным архитектурам и методам компиляции . С. 131–142. CiteSeerX 10.1.1.644.9076 . DOI : 10,1109 / PACT.2011.19 . ISBN 978-1-4577-1794-9. S2CID 11697039 .