P E R S B E R I C H T

Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA)
-----------------------------------------------------------------------
Amsterdam, 22 mei 2007

Rekenkrachtrevolutie op gewone PC

Een interdisciplinair team van onderzoekers aan de Universiteit van
Amsterdam heeft grootschalige astronomische berekeningen uitgevoerd op de
processor van een grafische kaart in een gewone thuiscomputer. Door het
efficiënt programmeren van de grafische processor zijn de onderzoekers in
staat de computer met een factor 20 sneller te laten rekenen dan onder
normale omstandigheden. Deze factor 20 komt voornamelijk ten goede aan de
specifieke wetenschappelijke berekeningen die het onderzoeksteam
(bestaande uit sterrenkundige Simon Portegies Zwart, informaticus Robert
Belleman en informaticastudent Peter Geldof) uitvoerden. Hun bevindingen
worden binnenkort gepubliceerd in New Astronomy.

Het blijkt dat iedereen die beschikt over een thuiscomputer met een
moderne grafische kaart gebruik kan maken van deze enorme rekenkracht. In
feite wordt dat al gedaan bij het spelen van spelletjes. Het animeren van
rondvliegende bloedspetters, snel rijdende bolides en herkenbare
gelaatstrekken, worden met behulp van de grafische microprocessor in de PC
uitgevoerd. Deze rekenkracht is aanwezig in iedere moderne PC en blijkt nu
ook bruikbaar te zijn voor het uitvoeren van grootschalig wetenschappelijk
rekenwerk. Het simuleren van sterrenhopen of het zonnestelsel wordt
plotseling een peulenschil.

De trend van nieuwe besturingssystemen zoals Windows Vista om het gebruik
van dergelijke grafische processoren te stimuleren, kan een revolutie in
het wetenschappelijk rekenen veroorzaken. Door deze interessante
ontwikkeling beschikt het computerlokaal op een lagere of middelbare
school mogelijk volgend jaar al over meer rekenkracht dan de nationale
Nederlandse supercomputerfaciliteiten.

"Het gaat hier met name om berekeningen aan de zwaartekracht van sterren
en planeten onderling", zegt Portegies Zwart. "De enorme rekenkracht die
we met onze experimenten hebben bereikt zijn vergelijkbaar met die van een
supercomputer. Er is echter nog een speciaal voor dit doel gebouwde
computer, GRAPE genaamd, die we niet hebben kunnen verslaan in snelheid,
maar die is wel twintig keer zo duur als de grafische kaarten die wij nu
hebben gebruikt."

Met de bevindingen wordt het mogelijk om op een gewone computer uiterst
gecompliceerde berekeningen uit te voeren die tot nog toe alleen maar op
grote supercomputers konden worden gedaan. "Dat is goed nieuws", zegt
Robert Belleman, "met name omdat grafische processoren de komende jaren
hoogstwaarschijnlijk een enorme ontwikkeling gaan doormaken".  "Gewone
processoren zoals die gebruikt worden in een PC worden gemiddeld elke
anderhalf jaar twee keer zo snel. Bij grafische processoren is dat al
binnen negen maanden. En die rekenkracht kunnen we inzetten voor het
oplossen van problemen op heel diverse gebieden. Er zijn al wetenschappers
bij ons langs geweest om te zien of onze resultaten ook in hun
onderzoeksveld toegepast kunnen worden."

De grafische kaart die de onderzoekers hebben gebruikt is van het type
NVIDIA 8800GTX. In theorie is deze kaart een paar honderd keer sneller dan
een PC, maar het efficiënt programmeren van dergelijke hardware is
moeilijk. Intussen zijn de onderzoekers al weer bezig hun snelheidsrecord
te verbeteren.

De volgende twee illustraties staan in het persbericht op
http://www.astronomie.nl/index.php?comp=553

1. geforce_8800_gtx.jpg: NVIDIA 8800GTX, de grafische coprocessorkaart die
de
onderzoekers hebben gebruikt bij hun berekeningen.

2. Ngc 1850.jpg: De sterrenhoop NGC 1850 in de Grote Magelhaense Wolk op een
afstand van circa 150.000 lichtjaar en bevat 50.000 sterren die allemaal
zo'n 50 miljoen jaar oud zijn. Een dergelijk groep sterren kan nu, met
behulp van grafische kaarten, zonder veel problemen worden doorgerekend.
Hierbij worden de sterren niet gevisualiseerd, maar berekenen onderzoekers
de sterbanen door hun onderlinge zwaartekrachtsaantrekking.