Применение CUDA

Опубликовано февраля 22, 2018 в Технология CUDA

Со времени дебюта в 2007 году на языке CUDA С было написано немало приложений в различных отраслях промышленности. Во многих случаях за счет этого удалось добиться повышения производительности на несколько порядков.

Кроме того, приложения, работающие на графических процессорах NVIDIA, демонстрируют большую производительность в расчете на доллар вложенных средств и на ватт потребленной энергии по сравнению с реализациями, построенными на базе одних лишь центральных процессоров. Ниже описаны несколько направлений успешного применения языка CUDA С и архитектуры CUDA.

Обработка медицинских изображений

За последние 20 лет резко возросло количество женщин, страдающих раком груди. Но благодаря неустанным усилиям многих людей в последние годы интенсифицировались исследования, направленные на предотвращение и лечение этого страшного заболевания.

Применение CUDA

Конечная цель состоит в том, чтобы диагностировать рак груди на ранней стадии, дабы избежать губительных побочных эффектов облучения и химиотерапии, постоянных напоминаний, которые оставляет хирургическое вмешательство, и летальных исходов в случаях, когда лечение не помогает. Поэтому исследователи прилагают все силы, чтобы отыскать быстрые, точные способы с минимальным вмешательством для диагностики начальных симптомов рака груди.

У маммограммы, одного из лучших современных методов ранней диагностики рака груди, есть несколько существенных ограничений. Необходимо получить два или более изображений, причем пленку должен проявить и интерпретировать опытный врач, способный распознать потенциальную опухоль. Кроме того, частые рентгеновские исследования сопряжены с риском облучения пациентки. После тщательного изучения врачам нередко требуется изображение конкретного участка — и даже биопсия, — чтобы исключить возможность рака. Такие ложноположительные результаты приводят к дорогостоящим дополнительным исследованиям и вызывают у пациента ненужный стресс в ожидании окончательного заключения.

Ультразвуковые исследования безопаснее рентгеновских, поэтому врачи часто назначают их в сочетании с маммографией при диагностике и лечении рака груди.

Однако у традиционного УЗИ груди тоже есть свои ограничения. Попытки решить эту проблему привели к образованию компании TechniScan Medical Systems. TechniScan разработала многообещающую методику трехмерного ультразвукового сканирования, но ее решение не было внедрено в практику по очень простой причине: нехватка вычислительных мощностей. Проще говоря, вычисления, необходимые для преобразования собранных в результате УЗИ данных в трехмерное изображение, занимают слишком много времени, поэтому признаны чрезмерно дорогими для клинического применения.

Появление первого GPU компании NVIDIA, основанного на архитектуре CUDA, вкупе с языком программирования CUDA С стало той платформой, на которой TechniScan смогла претворить мечты своих основателей в реальность.

В системе ультразвукового сканирования Svara для получения изображения груди пациентки применяются ультразвуковые волны. В системе используются два процессора NVIDIA Tesla С1060, обрабатывающие 35 Гб данных, собранных за 15 минут сканирования. Благодаря вычислительной мощности Tesla С1060 уже через 20 минут врач может рассматривать детализированное трехмерное изображение груди пациентки. TechniScan рассчитывает на широкое внедрение системы Svara, начиная с 2010 года.