지난 16일. 비주얼 컴퓨팅 분야의 세계적인 선도 기업인 엔비디아는 세계에서 가장 보급력이 높은 병렬 컴퓨팅 플랫폼이자 프로그래밍 모델인 쿠다(CUDA)의 최신 버전인 엔비디아 쿠다(NVIDIA CUDA 5) 프로덕션 릴리즈를 발표했다.
 
GPU를 통해 과학 및 엔지니어링 어플리케이션 가속을 가능하게 해주는 최신 버전인 쿠다 5 프로덕션 릴리즈는 현재 엔비디아 개발자 존(NVIDIA Developer Zone, www.nvidia.com/getcuda)에서 바로 다운받을 수 있다. 이미 150만 회 이상 다운로드 되고 선두 엔지니어링, 과학 및 상용 어플리케이션 지원에 180건 이상 활용된 바 있는 쿠다 프로그래밍 모델은 개발자들이 가장 선호하는 GPU 가속 컴퓨팅 방식으로 자리 잡았다.

이번 쿠다 5의 새로운 프로그래밍 기능은 GPU 가속 어플리케이션 개발을 그 어느 때보다 빠르고 쉽게 개선한다. 다이나믹 패러렐리즘(Dynamic Parallelism) 지원, GPU 호출 라이브러리(GPU-Callable Libraries), RDMA (Remote Direct Memory Access)를 위한 GPU다이렉트 (GPUDirect) 지원, 엔비디아 엔사이트(Nsight) 이클립스 에디션(Eclipse Edition) 통합개발환경(Integrated Development Environment) 등의 신기능이 바로 이를 단적으로 보여주는 예시이다.

쿠다 5에 대한 개발자들의 뜨거운 반응
쿠다 5의 사전공개버전을 평가해본 개발자들 중 많은 이들은 극적인 어플리케이션 가속과 프로그래밍성에서의 개선을 반겼다.
항공우주 및 방위산업에서는 이미 레이더 등 화상, 동영상 및 센서 데이터 처리에서 쿠다 GPU 가속의 혜택을 알아가고 있다. 버지니아 샬롯스빌에 위치한GE 인텔리전트 플랫폼즈(GE Intelligent Platforms)의 GPGPU 어플리케이션 엔지니어인 더스틴 플랭클린(Dustin Franklin)은 “쿠다 5는 매우 중요한 기술이고, 우리가 사용하는 어플리케이션 중 많은 수에서 센터데이터를 대기시간이 짧은(low latency) GPU로 바로 스트리밍 하기에, 새로운 케플러 GPU에서 RDMA를 위한 GPU다이렉트 지원은 우리 고객들에게 엄청나게 중요하다.”라며 “커스텀 센서 다수에 대한 지원을 이미 통합했고 그 결과에 매우 만족하고 있다”고 밝혔다.

프랑스 리옹의 리옹대학병원(Lyon University Hospital) 리서치 생화학자인 기욤 벨즈(Guillaume Belz)는 복잡한 신호 분석 및 데이터 마이닝에 GPU 호출 라이브러리와 다이나믹 패러렐리즘을 사용해 오고 있다. 그는 “GPU 가속 덕분에 CPU만으로는 몇 주에서 심지어는 몇 달까지 걸리던 프로젝트에서 이제 불과 몇 시간 안에 결과를 얻을 수 있게 되었다.”며 “GPU 가속 없이는 분석 자체가 아예 불가능하다”고 말했다.

뉴욕 로체스터공과대학(Rochester Institute of Technoloigy) 이미징 사이언스 박사과정을 이수 중인 웨이화 (웨인) 선(Weihua (Wayne) Sun)은 엔비디아 엔사이트 이클립스 에디션에 감탄을 금치 못했다. “쿠다 5에 새로운 엔사이트 이클립스 에디션 IDE가 포함된다고 들었을 때부터 당장 필요하다고 생각했다.”며 “하나의 통합된 개발환경에 모든 프로그래밍, 디버깅 및 최적화 툴이 다 들어가니 생산성이 크게 개선된다.”고 극찬했다.

쿠다 5에 새롭게 추가된 기능
쿠다 5를 사용해 개발자는 지금까지 만들어진 최고속, 고효율 및 최고성능의 컴퓨팅 아키텍처인 엔비디아 케플러(Kepler) 아키텍처에 기반한 GPU 액셀러레이터 등 엔비디아 GPU 성능을 온전히 활용할 수 있게 된다.

• 다이나믹 패러렐리즘(Dynamic Parallelism) – 새로운 알고리즘의 GPU 가속
GPU 스레드는 새로운 스레드를 역동적으로 생성, GPU가 데이터에 역동적으로 적응할 수 있다. CPU간의 주고 받음을 최소화해서 다이나믹 패러렐리즘은 병렬 프로그래밍을 크게 간소화한다. 또한 적응적 메쉬 세분화 기법(Adaptive Mesh Refinement), 전사유체역학(CFD) 어플리케이션 등에 사용되는 다양한 인기 알고리즘의 GPU 가속이 가능해진다.

• GPU 호출 라이브러리(GPU-Callable Libraries) – 제3자 이코시스템 확장 가능
새로운 쿠다 BLAS 라이브러리를 이용해 개발자 자신의 GPU 호출 라이브러리에서 다이나믹 패러렐리즘을 사용할 수 있다. 다른 개발자가 커널 기능성을 확장하고, 제3자 GPU 호출 라이브러리의 기능성을 커스텀하도록 GPU에 콜백을 시행 하는 플러그인 API를 디자인 할 수 있다. “오브젝트 링크(object linking)” 기능에서는 복수의 쿠다 소스 파일을 별개의 오브젝트 파일로 컴파일하고 보다 큰 어플리케이션과 라이브러리로 이를 링크해서, 대형 GPU 어플리케이션을 개발하는 효율적이고 친숙한 프로세스를 제공한다.

• RDMA를 위한 GPU다이렉트 지원 – 시스템 메모리 병목현상 최소화
GPU다이렉트는 GPU 기술은 다른 PCI-E 디바이스간 직접 통신을 가능하게 하고, 네트워크 인터페이스 카드와 GPU간 직접메모리액세스를 지원한다. 또한 클러스터 내 GPU 노드 간 MPISendRecv 대기시간을 크게 줄여주고, 전체 어플리케이션 성능을 개선시킨다.

• 엔비디아 엔사이트 이클립스 에디션(NVIDIA Nsight Eclipse Edition) – 빠르고 쉬운 쿠다 코드 생성
리눅스와 맥 OS X 플랫폼에서 친숙한 이클립스 기반 IDE내 GPU 어플리케이션 개발, 디버깅 및 프로파일이 가능해진다. 통합된 쿠다 에디터와 쿠다 샘플로 쿠다 코드 생성 속도가 빨라지고, 자동 코드 리팩토링으로 CPU 루프를 쿠다 커널로 손쉽게 포팅할 수 있다. 통합된 전문분석시스템은 자동성능분석과 코드 내 성능병목현상을 수정할 단계별 가이드를 제공하고, 신택스 하이라이팅(syntax highlighting)으로GPU 코드와 CPU 코드 구분이 쉬어진다.

▲새로운 온라인 쿠다 리소스 센터

또한 개발자들이 쿠다로 병렬컴퓨팅의 잠재력을 최대한 활용할 수 있도록 엔비디아는 쿠다 프로그래머들을 위한 무료 온라인 리소스 센터(docs.nvidia.com)를 런칭했다. 프로그래머들은 이 사이트를 통해 쿠다 플랫폼과 프로그래밍 모델에 관한 최신 정보뿐 아니라 툴, 코드 샘플, 라이브러리, API, 튜닝과 프로그래밍 가이드 등 모든 쿠다 개발자용 문서와 기술을 액세스할 수 있다.

 
쿠다는 엔비디아가 개발한 병렬컴퓨팅 플랫폼이자 프로그래밍 모델로, GPU 파워를 활용해 컴퓨팅 성능을 극적으로 개선시켜준다. 모든 병렬 프로그래머들은 쿠다 등록 쿠다 등록 개발자 프로그램(CUDA Registered Developer Program, www.nvidia.com/paralleldeveloper)에 무료 가입 후 소프트웨어 릴리스, 툴, 자원 관련 소식 및 다운을 받아볼 수 있다.

GPU 컴퓨팅에 대한 보다 상세한 정보는 엔비디아 웹페이지(www.nvidia.co.kr/object/what-is-gpu-computing-kr)에서 확인할 수 있으며 쿠다 관련 정보 및 최신 버전 다운로드는 쿠다 웹사이트 (developer.nvidia.com/category/zone/cuda-zone)에서 찾아볼 수 있다.