Seit Anfang Mai haben wir einen nagelneuen Simulationsrechner mit AMD Threadripper und einer Nvidia RTX3090 bei Dahlem Beratende Ingenieure zur Verfügung! Natürlich war eine der ersten Amtshandlungen eine Simulation mit SplashTool_GPU als Leistungstest.
Der erste Eindruck: Die GPU ist wirklich wahnsinnig schnell! Auch große Gebiete mit mehr als 100 km² lassen sich in einer 1-Meter-Auflösung in wenigen Stunden berechnen. Was unter der Haube passiert, lässt sich recht gut mit dem Monitoring-Tool GPU-Z visualisieren:
Die GPU ist während der Iteration zu 97 % ausgelastet. Aufgrund der Optimierung des CUDA-Kernels ist die Speichergeschwindigkeit kein Flaschenhals mehr, sodass tatsächlich fast 100% der GPU genutzt werden kann, während der Memory Controller noch etwas Puffer hat.
Einige weitere Interna lassen sich ebenfalls aus der Grafik ablesen: Der kurze Drop in der GPU-Auslastung ist auf die Auswertung des Iteration_Checkpoint zurückzuführen. Diese Auswertung wird auf der CPU durchgeführt und nicht auf der GPU, um den GPU-Speicherbedarf zu minimieren. Der Drop ist nur sehr kurz und die Häufigkeit kann durch Anpassung der Iterationsschritte bis zum nächsten Checkpoint vom User manuell gesteuert werden. Der längere Drop ist durch das Schreiben von Ausgabedateien verursacht. Dieser Vorgang benötigt einige Sekunden, da das Schreiben von GeoTifs auf die Festplatte seriell erfolgt und noch nicht parallelisiert wird. Da die nicht parallelisierte Ausgabe weniger Arbeitsspeicher benötigt, einfacher programmiertechnisch umzusetzen ist, und Ausgabedateien im Regelfall nicht häufig geschrieben werden, wird diese Vorgehensweise so belassen.
Die Leistungsaufnahme der GPU beträgt während der Simulation stolze 300 Watt, die Abwärme kann vom System bei weniger als 50% Lüfterleistung problemlos abgeleitet werden. Hier zeigt sich, dass es enorm wichtig ist, nicht nur in die Grafikkarte, sondern auch in das restliche System zu investieren. Das Gehäuse und die zusätzlichen Lüfter sind darauf optimiert, möglichst viel Abwärme abzuleiten, der Rechner steht zudem in einem klimatisierten EDV-Raum. In diesem Setup ist ohne Probleme auch ein Dauerbetrieb möglich.