La arquitectura NVIDIA Hopper acelerará la programación dinámica, una técnica de resolución de problemas, con las nuevas instrucciones DPX.
DPX, un conjunto de instrucciones integrado en las GPU H100 de NVIDIA, ayudará a los desarrolladores a escribir código para conseguir una mayor velocidad en los algoritmos de programación dinámica en múltiples sectores, impulsando los flujos de trabajo para el diagnóstico de enfermedades, la simulación cuántica, el análisis de gráficos y la optimización de rutas.
Fuente: NVIDIA
Entendiento la arquitectura NVIDIA Hopper: ¿Qué es la programación dinámica?
Desarrollada en la década de 1950, la programación dinámica es una técnica utilizada para resolver problemas complejos a través de la recursión y la memoización.
La recursión consiste en dividir un problema en sub-problemas más sencillos, lo que ahorra tiempo y esfuerzo computacional.
En la memoización, se almacenan las respuestas a estos sub-problemas, que se reutilizan varias veces al resolver el problema principal. Se trata de una técnica de optimización que acelera los tiempos de cálculo y aumenta la eficiencia; esto se debe a que los sub-problemas no tienen que volver a calcularse cuando se necesiten más adelante en el problema principal.
Las instrucciones DPX aceleran los algoritmos de programación dinámica hasta 7 veces en una GPU con arquitectura Hopper (NVIDIA H100), en comparación con las GPU basadas en la arquitectura Ampere. En un nodo con cuatro GPU H100, esa aceleración puede incrementarse aún más.
Casos de uso: sanidad, robótica, computación cuántica y data science
La programación dinámica se utiliza habitualmente en muchos algoritmos de optimización, procesamiento de datos y ómicas.
Ómicas
La ómica abarca una serie de campos biológicos que incluyen la genómica (centrada en el ADN), la proteómica (centrada en las proteínas) y la transcriptómica (centrada en el ARN). Todos estos campos, fundamentales para la investigación de enfermedades y el descubrimiento de fármacos, se basan en análisis algorítmicos que pueden acelerarse con instrucciones DPX.
Por ejemplo, los algoritmos de programación dinámica Smith-Waterman y Needleman-Wunsch se utilizan para la alineación de secuencias de ADN, la clasificación de proteínas y el plegamiento de proteínas. Ambos utilizan un método de puntuación para medir el grado de alineación de las secuencias genéticas de diferentes muestras.
Smith-Waterman produce resultados muy precisos, pero requiere más recursos informáticos y tiempo que otros métodos de alineación. Así, utilizando las instrucciones DPX en un nodo con cuatro GPU NVIDIA H100, los científicos pueden acelerar este proceso 35 veces para conseguir un procesamiento en tiempo real, en el que el trabajo de llamada de bases y alineación se realiza al mismo ritmo que la secuenciación del ADN.
Esta aceleración ayudará a democratizar el análisis genómico en los hospitales de todo el mundo, lo que permitirá proporcionar a los pacientes una medicina personalizada.
Optimización de rutas
Encontrar la ruta óptima para múltiples piezas en movimiento es esencial para los robots autónomos que se desplazan por un almacén dinámico, o incluso para un emisor que transfiere datos a múltiples receptores en una red informática.
Para abordar este problema de optimización, los desarrolladores recurren a Floyd-Warshall, un algoritmo de programación dinámica que se utiliza para encontrar las distancias más cortas entre todos los puntos de destinos en un mapa o gráfico. En un servidor con cuatro GPUs NVIDIA H100, la aceleración de Floyd-Warshall se multiplica por 40 en comparación con un servidor tradicional de dos núcelos con sólo CPU.
De este modo, combinado con el software de logística NVIDIA cuOpt AI, el aumento de la velocidad en la optimización de rutas podría utilizarse para aplicaciones en tiempo real en fábricas, vehículos autónomos o algoritmos de mapeo y enrutamiento en gráficos abstractos.
Fuente: NVIDIA
Simulación cuántica
Un campo muy prometedor es el de la computación cuántica.
La programación dinámica se utiliza en algoritmos de optimización de tensores para la simulación cuántica. Las instrucciones DPX podrían ayudar a los desarrolladores a acelerar el proceso de identificación de la orden de contracción tensorial adecuada.
Optimización de consultas SQL
Otra posible aplicación es la ciencia de los datos o data science.
Los científicos de datos que trabajan con el lenguaje de programación SQL suelen tener que realizar varias operaciones de «unión» en un conjunto de tablas. La programación dinámica ayuda a encontrar un orden óptimo para estas uniones, lo que ahorra tiempo de ejecución y, por tanto, acelera las consultas SQL.
NVIDIA presentó la nueva arquitectura Hopper en la conferencia GTC22. Consulta todas las novedades.
NVIDIA celebra los premios «Channel Partner Awards» de Europa, Oriente Medio y África
A través de los “NVIDIA Channel Partner Awards”, organizados una vez al año, NVIDIA reconoce y celebra el éxito de sus socios.
NVIDIA está constantemente creando y desarrollando nuevos mercados, en los que sus socios se posicionan a la vanguardia de la innovación y la tecnología. Por ello, trabajan en estrecha colaboración con todos ellos, a través de la NVIDIA Channel Partner Network (Red de Socios de Canal de NVIDIA).
Con el programa de socios, NVIDIA prepara a todas sus empresas asociadas de EMEA (Europa, Oriente Medio y África) para que desempeñen un papel fundamental en la creación de nuevos mercados e impulsen las ventas y la adopción generalizada de sus soluciones, software y servicios.
Cada vez los avances tecnológicos son mayores y más rápidos y, gracias a este NVIDIA Partner Program, el gigante americano brinda acceso a la tecnología, la experiencia y el soporte que necesitan sus socios preparándolos para lo que está por venir.
A través de esta entrega de premios, NVIDIA celebra el éxito de los socios que han contribuido significativamente al crecimiento del ecosistema de la empresa en EMEA durante todo el año.
En este sentido, se quiere reconocer a aquellos partners que han logrado un rendimiento de ventas excepcional, a aquellos que han impulsado nuevos niveles de crecimiento de ingresos y a aquellos que han generado una demanda sin precedentes con nuevas y creativas prácticas de marketing. Además, este año se ha añadido un nuevo galardón para el socio más innovador, mostrando lo mejor de muchos proyectos pioneros utilizando la IA para lograr un cambio verdaderamente transformador.
Las categorías de los Channel Partners Awards 2021 han sido:
Star Performers
El premio Star Performer celebra el éxito de los socios que han hecho una contribución destacada a las ventas en toda la cartera de productos de NVIDIA dentro de su región.
Los ganadores fueron: Business Systems International Ltd (Norte de Europa), Integración Avanzada (Sur de Europa y Oriente Medio) y Delta Computer Products GmbH (Europa Central).
Marketing Excellence
El premio Marketing Excellence reconoce a los socios que han planificado y ejecutado la campaña de marketing más exitosa dentro de su región y han aprovechado mejor las herramientas y los recursos proporcionados por NVIDIA para generar una demanda significativa de sus soluciones.
Los ganadores fueron: CGit AB (Norte de Europa), E4 Computer Engineering SpA (Sur de Europa y Oriente Medio) y Altair Engineering GmbH (Europa Central).
Most Innovative Partner
El premio Most Innovative Partner se otorga al socio que se encuentra a la vanguardia de la tecnología de transformación y que, además, resuelve retos importantes de sus clientes con nuevas e innovadores soluciones de NVIDIA.
El ganador fue SVA System Vertrieb Alexander GmbH.
Distribution Partner of the Year
El premio Distribution Partner reconoce al distribuidor que ha desempeñado el papel más importante en la expansión de la presencia de NVIDIA en el mercado de EMEA.
El ganador fue PNY Technologies Europe.
Rising Star
El premio Rising Star premia a aquellos socios que:
Han impulsado un crecimiento de ingresos excepcional en su región
Han obtenido unos resultados de ventas estelares,
Los ganadores fueron: Softcat Ltd (Norte de Europa), Think About IT GmbH (Europa Central) y…
Azken Muga S.L., ganador del premio Rising Star en el Sur de Europa, Oriente Medio y África
«Haber sido considerados para este premio es ya un honor para Azken Muga. Recibir el premio nos inspira a seguir trabajando duro con NVIDIA y apoyar a nuestros clientes».
Rafael Lainez, CEO de Azken Muga y Jorge Colotto, socio colaborador
En Azken estamos muy orgullosos de haber recibido el NVIDIA Channel Partner Rising Star Award. Este premio reconoce todo el trabajo y esfuerzo realizados para estar siempre a la vanguardia de la tecnología.
Azken Muga colabora con Ventuz y Clac Video para dar vida a la exhibición inmersiva #INGOYA
#INGOYA es una exposición dedicada exclusivamente al pintor y maestro español Francisco de Goya, que presenta sus pinturas con un detalle y una fidelidad sin precedentes en una experiencia audiovisual inmersiva.
Los comienzos de #INGOYA
La exposición se inauguró por primera vez en Granada, en marzo de 2021, pero el proyecto nació en 2019 por iniciativa de Yolanda Bergareche (reconocida productora audiovisual) en colaboración con Juan Delcan (director creativo).
La idea principal de #INGOYA era una exposición basada en múltiples proyecciones de vídeo a gran escala y resolución que cubrieran por completo las paredes de las salas, para crear una experiencia inmersiva donde el público pudiera moverse rodeado de las obras de Goya.
Esto requería diseñar una solución técnica, por lo que Bergareche contactó con Carlos Sánchez, director y productor audiovisual y CEO de Clac Video, quien decidió utilizar el software Ventuz por todas las posibilidades técnicas y creativas que ofrecía esta plataforma.
«Cuando vimos las posibilidades que nos ofrecía Ventuz para este y futuros proyectos fue una decisión obvia. La flexibilidad para adaptarnos a nuestro flujo de trabajo existente sin cambios importantes también fue clave en nuestra decisión de utilizar esta solución para la exhibición”.
Carlos Sánchez, Clac Vídeo
La exposición
La exposición #INGOYA consta de escaneos de las pinturas de Goya, que luego se animan y se editan para crear contenido de vídeo de alta resolución. Luego, todo este contenido se codifica con el códec Notch LC para garantizar la máxima calidad, mientras se optimiza para la reproducción en tiempo real gracias a la decodificación acelerada por GPU.
Para un proyecto de estas características, la fidelidad del color es crucial, ya que, algunas de las pinturas más famosas de Goya, como las de la serie “Pinturas Negras”, presentan colores extremadamente oscuros con diversos matices y tonalidades que deben mostrarse fielmente en la exposición.
“Estamos muy contentos con la reproducción del color en Ventuz; incluso algunos expertos del Museo del Prado, que tiene la colección de Goya más grande del mundo, quedaron muy impresionados durante su visita por lo cerca que estaban los colores de los originales”.
Carlos Sánchez, Clac Vídeo
Gracias al software y a los artistas de Ventuz, se llevó a cabo la creación de las distintas escenas y la programación lógica necesarias para gestionar la configuración de multiproyección de la exposición. Además, también proporcionaron controles simples que pudieran ser operados por el personal no técnico de la exposición.
La primera edición de la exposición en Granada fue concebida como una prueba de funcionamiento de la exposición y resultó ser muy valiosa, ya que la pandemia había agregado nuevos desafíos a todo el montaje y la instalación, especialmente la escasez de componentes de hardware.
Los siguientes pasos de #INGOYA
#INGOYA ha sido acogida con gran interés por la mayoría de los medios de comunicación españoles.
Tras el éxito en Granada, la exposición se trasladó a Madrid, sede donde ha permanecido hasta finales de enero y en la que han conseguido millares de visitantes. Durante este 2022 #INGOYA viajará a nuevas ubicaciones en España, como Valencia, en abril, o Zaragoza, en octubre. Algunas ciudades europeas ya han reservado la exposición para 2023 y otras ciudades del mundo han expresado interés por albergarla en un futuro.
La participación de Azken
Para ejecutar el software de Ventuz, Clac Video utiliza seis potentes estaciones de trabajo de alta gama de Azken, proporcionando toda la potencia de procesamiento necesaria para una configuración tan exigente como la de #INGOYA: durante la exposición, las máquinas trabajan en tiempo real durante varias horas al día, seis días a la semana.
«La fiabilidad comprobada de los sistemas de Azken Muga fue un factor decisivo en nuestra elección de hardware para el proyecto”.
Carlos Sánchez, Clac Vídeo
Las máquinas utilizadas para este propósito fueron seis workstations M-Series 9 Core X, con tecnología Intel Core i9 X-Series con 12 núcleos de proceso y almacenamiento PCIe 3.0 y con chasis enracable; potentes sistemas con un gran rendimiento que resuelven con fluidez las aplicaciones de computación gráficas más exigentes.
En concreto, la configuración que eligió Clac Video para estas máquinas fue la siguiente:
El Instituto de Aprendizaje Profundo de NVIDIA ofrece recursos para diversas necesidades de aprendizaje -desde materiales de aprendizaje hasta formación autodidacta y en vivo, pasando por programas para educadores-, ofreciendo a individuos, equipos, organizaciones, educadores y estudiantes lo que necesitan para avanzar en sus conocimientos sobre IA, computación acelerada, ciencia de datos acelerada, gráficos y simulación, y mucho más.
Hace una semanas, hablábamos de HPC o Computación de Alto Rendimiento. En el post de hoy, lo hacemos de rendering, un tipo de computación que, a diferencia de la anterior, da mucha más importancia a la imagen que a los datos.
Veamos en qué consiste el rendering y qué tipos y técnicas lo componen:
¿Qué es rendering?
Rendering, render o renderizado es un concepto muy utilizado en computación que hacer referencia a la transformación de un modelo 3D en una imagen realista 2D.
En otras palabras, es el proceso de obtención de imágenes digitales extraídas de un modelo tridimensional a través de un software dedicado. La finalidad de estas imágenes es simular un objeto o un ambiente de manera fotorrealista.
Este término, que suele ser utilizado en su versión inglesa, es frecuente, sobre todo, en la jerga de los profesionales de la animación audiovisual y los diseñadores 3D; aunque la traducción que mejor se puede ajustar al castellano es «interpretación», haciendo referencia a que la computadora interpreta una escena tridimensional y la representa en una imagen bidimensional.
Una de las partes más importantes del rendering es el motor de renderizado, gracias al cual, es posible imitar un espacio real formado por distintos materiales, texturas, colores, estructuras poligonales, iluminación, reflexión, refracción y ray tracing.
Tipos de rendering
Los principales tipos de rendering son los siguientes:
Renderización en tiempo real
Las imágenes se calculan a tal velocidad, que el proceso de conversión de los modelos 3D en imágenes 2D sucede en tiempo real.
Este tipo de rendering se utiliza mucho en los videojuegos y en gráficos interactivos.
Renderización offline
En este caso, la velocidad no es esencial, por lo que el proceso se lleva a cabo a través de cálculos realizados normalmente con CPUs multi-core.
La característica principal de este tipo de rendering es que, a diferencia del anterior, no existe la imprevisibilidad.
Por eso, es más común en proyectos de animación mucho más complejos visualmente y con un alto nivel de fotorrealismo.
Técnicas de visualización de rendering
Existen cinco técnicas principales de visualización en el renderizado. Veámoslas a continuación:
Scan line
Es una de las técnicas más antiguas. Se encarga de fusionar el algoritmo que determina las superficies con el algoritmo que determina las sombras de las mismas. Por otro lado, trabaja con una línea de escaneo a la vez.
Z-Buffer
Se trata de un algoritmo que determina las superficies visibles.
Utiliza las siguientes estructuras de datos:
z-buffer: para cada pixel, mantiene la coordenada z más cercana al espectador.
frame-buffer: contiene los datos relativos a los colores de los pixeles del z-buffer.
Esta técnica solo se puede aplicar en un polígono cada vez (cuando escanea un polígono, no se puede acceder a la información del resto).
Ray casting
Detecta las superficies visibles y funciona de la siguiente manera: hace partir los rayos del ojo (un rayo por cada píxel) y encontrar el primer objeto que bloquea ese recorrido. Además, es capaz de gestionar superficies sólidas, como esferas o conos.
Por ello, si un rayo alcanza una determinada superficie, esta se podrá diseñar gracias al ray casting.
Ray tracing
Funciona de manera muy parecida al ray casting, pero añadiendo un modelo de iluminación a la escena que tiene en cuenta las reflexiones y las refracciones que experimenta la luz. Esto hace que se consigan unos impresionantes resultados fotorrealistas.
En resumen, el ray tracing simula el recorrido que hace la radiación luminosa hasta llegar al espectador.
Radiosity
Añade todavía más fotorrealismo a la escena al tener en cuenta la inter reflexión entre los diferentes objetos que se encuentran en la misma.
Por ejemplo, cuando una superficie tiene un componente de luz reflectora, esta técnica es capaz de conseguir que esta superficie (por su fenómeno físico de reflexión) ilumine también las superficies cercanas a ella.
Rendering en Azken Muga
En Azken Muga integramos los últimos avances tecnológicos de cálculo distribuido y certificamos las arquitecturas con los principales motores de Render.
Proveemos de soluciones de render a los mejores estudios de animación y VFX nacionales.
2Do espacio bidimensional: módulo geométrico de la proyección plana y física del universo donde vivimos. Tiene dos dimensiones (ancho y largo), pero no cuenta con profundidad. Los planos son bidimensionales y solo pueden contener cuerpos unidimensionales o bidimensionales.
3D o espacio tridimensional: espacio que cuenta con tres dimensiones: anchura, largura y altura (o profundidad).
Computación: área de la ciencia que se encarga de estudiar la administración de métodos, técnicas y procesos con el fin de almacenar, procesar y transmitir información y datos en formato digital.
Píxel: es la menor unidad homogénea en color que forma parte de una imagen digital.
