研究人员解锁硬件隐藏的天赋 为科学和视频游戏渲染3D图形

高性能计算研究人员询问，称为3-D堆叠内存的硬件是否可以做一些从未设计过的事情 - 帮助渲染3-D图形。当帅帅莱昂·宋启动“毁灭战士3”和“半条命2”时，他以科学的名义这样做。Song在太平洋西北国家实验室研究高性能计算，目标是使计算机更小，更快，更节能。简单地说，更强大的计算机可以解决更大的科学挑战。像模拟复杂的化学反应或监测电网。

从超级计算机到视频游戏的跳跃开始时，Song问到称为3D堆叠内存的硬件是否可以做一些从未设计过的事情：帮助渲染3D图形。3D渲染具有可视化，模型甚至虚拟现实的先进科学。它也是视频游戏的东西。

“我们正在推动硬件可以做的界限，”宋说。“尽管我们在视频游戏中测试了我们的想法，但这种改进最终有利于科学。”

Song与休斯敦大学的研究人员合作开发了一种新的3D堆叠内存架构，可将3D渲染速度提高65%。研究人员利用了硬件的“内存处理”功能，其结果在2017年IEEE高性能计算机体系结构研讨会(HPCA)上发布。

普通图形卡使用图形处理单元或GPU从存储在存储器中的数据创建图像。3D堆叠内存有一个额外的逻辑层，允许内存也进行一些处理 - 因此名称为“在内存中处理”。这实质上减少了必须从内存传输到GPU核心的数据。就像开放的高速公路一样，交通量越少意味着速度越快

研究人员发现渲染的最后一步 - 称为各向异性过滤 - 创造了最多的流量。因此，通过将各向异性过滤移动到管道的第一步，并在内存中执行该过程，研究人员发现了最大的性能提升。

Song测试了流行游戏的体系结构，如Doom 3和Half-life 2.除了虚拟的外星人和恶魔之外，这项研究与Song的其他工作没有什么不同。例如，Song正在探索高性能计算机如何为不断变化的信息网络建模，以及如何预测这些图形的变化。对于像这样的研究问题，宋意味着突破计算机可以做的事情的界限。