Modern Grafik Sistem ve Uygulamaları

Tayfun ERKESKİN

tayfun.erkeskin@tet.com.tr

Son yarım yüzyıldır yaşamımızın vazgeçilmez unsuru haline gelen dijital sistem ve yazılım çözümleri, günümüzde daha önce öngörülemeyecek seviyelerde performans ve yenilikçi çözüm avantajları sunuyor. Uzun yıllar zaten analog araç ve yöntemlerle bir şeklide gerçekleştirilen işlemler, bugün çok daha yoğun ve seri olarak yürütülüyor, aynı zamanda da farklı ve yenilikçi iş ve uygulama tiplerinin geliştirilmesini tetikliyor.

Bir mimari tasarım projesinde, yüzyıllardır kabul görmüş ve standartlaşmış maket çizimlerin ekranda oluştrulabilmesi veya bir otomotiv parça dizaynının CAD atölyesinde tüm gölgelendirme ve renklendirme işlemleriyle kağıt kalem kullanılmadan yapılabilmesi gibi süreçler, Ar-Ge, üretim ve uluslararası ticarette devasa kaldıraç etkileri yarattı.Etable firmalar çok daha efektif çözümler sunabilirken, farklı sektörlere çok yeni oyuncular görece az başlangıç maliyetleriyle girebildiler.

Bilgi ve paylaşıma dayalı modern çalışma düzeninin merkezinde “İnsan ve Makine” + “Organizasyonlar ve Pazarlar” yer alırken, şu 3 ana stratejik yapı unsuru, sektör ve iş tipinden bağımsız olarak mutlaka bulunuyor:

• Hesap Ünitesi -> CPU/GPU

• Paylaşım Ünitesi -> Network/Internet

• Saklama Ünitesi. -> Disk/Cloud

Hem geliştirici hem de uygulayıcı yönünde, kurulum ve atılımlar için bu olmazsa olmazlarda, en etkin ve birim zamanda en yüksek performans artışları hesap üniteleri alanında gerçekleşiyor. Yani ana işlemci CPU ve grafik/paralel işlemci GPU yönünde.

CPU alanındaki gelişmeler, ağ teknolojileri ve Internet hızlarındaki artışlar veya disklerin kapasite ve okuma/yazma işlemlerindeki sürat arttırımları birbirlerine benzer şekilde, daha çok lineer bir seyir izliyor.Halbuki GPU işlem birimlerinde bir nesilden diğerine artışlar eksponansiyel olduğu gibi, GPU’ların ugulamaya girdiği ortam ve sistemlerde çok farklı paradigma değişimleri sözkonusu oluyor.

Paralel işlem kapasiteleri sözkonusu olduğunda, CPU’lara göre 100’lerce kat daha üstün olan GPU’ların “üretim ve Ar-Ge’ye yönelik”, klasik ve yenilikçi uygulama alanları şöyle listelenebilir:

1) Grafik Tasarım: Çok-katmanlı ekran görüntüsü işleme özellikli GPU modelleri ile ekranda akışkanlık ve düzgün görüntüleme.

2) Çoklu-Ekran İş ortamı: Kendinden 2-4-8 çıkışlı grafik çözümlerleriyle multi-vizyon operasyonlar (video wall).

3) Rendering: GPU paralel işlem kapsitesi ile yüksek kalitede piksel transformasyon hesapları.

4) Sanal ve Arttırılmış Gerçeklik: Oyun, eğlence, görsel analiz, simülasyon alanları için gerçekçi modelleme ve görüntüleme.

5) GRID Ortak Kullanım Sistemleri: İşyeri tasarım ve analiz departmanarında güçlü GPU sistemleri üzerinden ortak kullanım.

6) Yapay Zeka ve Derin Öğrenme: Özellikle gömülü (embedded) modüller yardımıyla sistemler arası veri ve bilgi alışverişi, artan veri kayıtlarını sentezleme yoluyla otonom ve robotik yapılar kazanan sistemler.

Birçok kullanıcı tüm bu açılım ve gelişmelerin gerçekten “hani o ekran kartlarındaki çiplerle mi” mümkün olduğu konusunda bazen şüpheye düşebiliyor. Fakat GPU teknolojileri ile ilintili Quadro, Tesla, Jetson, CUDA, NVS gibi terimler, CAD/Animasyon/Ar-Ge birimlerinin günlük yaşamlarında çoktan ‘sıradan’ ibareler olmuş durumda.