12 歲女孩學習繪圖晶片的程式設計,目標打造「當個創世神 (Minecraft) 」終極伺服器

作者 Brian Caulfield

Julia 是一個正常的 12 歲小孩,她是學校籃球隊與排球隊的一員,她也會去游泳。現在則時不時地會花一點時間玩「當個創世神 (Minecraft)」遊戲。

她也碰巧正在學習如何利用強大的運算處理能力,這種運算能力過去僅保留給那些執行龐大政府預算及超凡的超級電腦菁英科學家使用。

她的目標是使用 NVIDIA 的 Tesla GPU — 以及我們的 CUDA 平行程式設計平台 — 來打造「當個創世神 (Minecraft)」的終極伺服器。


在 SC’13 超級運算大會中,Julia在我們的攤位
上與數百名其他開發人員一起學習
如何針對 GPU撰寫程式。

上個月,在科羅拉多州丹佛市舉辦的超級運算 13 大會中,這個上中學的孩子和其他數百人一起花費一小時學習 CUDA 程式設計的原理

「那真的很有趣」Julia 在課後籃球比賽結束後,在她位於科羅拉多州櫻桃山村的家中,透過電話說著,「它是我第一次程式設計課中的一堂課,事實上,我做得還不錯。」

每個人都在做

利用那種驅動 PlayStations 與 PC 的繪圖晶片的處理能力,這在過去被認為是有點旁門左道,但是它現在是再主流不過的。

已經有兩百萬人下載過我們的 CUDA 工具套件。超過 18,000 名專業人士,在他們的 LinkIn 個人資料上展現自己對 CUDA 的瞭解。平行程式設計正日益成為程式設計人員期望能學習的核心技能之一。

CUDA 激起了 Julia 更多的欲望,「我曾經想成為一名建築師,」Julia 說,「現在我想要成為電腦程式設計人員。」

為了替「當個創世神 (Minecraft)」這款遊戲創造一個更大、更具互動性的虛擬世界,Julia 說她現在正與她的父親 John Ashley – 一位科羅拉多大學(博爾德)的博士後研究員 — 共同努力創造一種程式碼,希望藉此加速伺服器過去用來代管遊戲的開放原始碼。

John 事先就已註冊參加這個超級運算大會,並在最後一刻決定帶 Julia 一同參加。她向學校請假一天,要求前往。


父女專案計畫:Julia 與她的父親利用
閒暇之餘打造一台量身訂製的伺服器。

這個大會非常適合 John 這位化工博士參加,他正從事於醫療裝置的設計工作,這個醫療裝置可以在一天內測出像是癌症這種會在血液中留下化學標記的疾病,而只要使用像呼吸一樣簡單的測試就能偵測出這個化學標記。

從科學家到遊戲玩家都需要

然而,打造這樣的裝置需要精密的微流體模擬。對 John 而言,建置的需求讓 CUDA 成為非常關鍵的技術,因為 CUDA 此種程式設計模型可以協助程式設計人員利用 NVIDIA 繪圖晶片的強大處理能力,使其用於各種應用上。

他說 CUDA 可以讓他在一個晚上就完成模擬,而如果使用一般現成的繪圖晶片,就必須在大型主機上花費一個星期才能完成。

這些繪圖處理器,或說是 GPU 都是被打造來批次處理大量任務,這使得它們非常適合用於電玩遊戲的繪圖。拜龐大的市場所賜,我們已生產一種晶片,這種晶片能將過去僅存在於高階超級電腦中的強大威力,裝進附加卡中並安裝於桌上型個人電腦裡。

成果:科學家及研究人員對於 Tesla GPU 的需求快速增加,他們使用 CUDA 所打造的應用,有時甚至會超乎開發 CUDA 的技術專家的意料之外。


各個年齡層的人們正在使用「當個創世神
(Minecraft)」遊戲,來打造奇妙的虛擬世界。

John 在流體機制上的工作是屬於傳統的 CUDA 應用範疇,但是「當個創世神 (Minecraft)」遊戲卻不是。歸功於青少年與兒童,這款遊戲成為全世界的熱門遊戲。它的魅力來自於它的方塊圖形,因此即使是在沒有 GPU 的機器上也可以進行這個遊戲。

「它真的會令人上癮。它能教導你關於建築、關於重力以及關於其他的許多事情,」Julia 如此說著。可自行定義的外掛程式驅動著「當個創世神 (Minecraft)」遊戲,這也是一種能深入探究遊戲驅動技術的方式,Julia 說。

老實說,Julia 的計畫聽起來很瘋狂,但是 John 認為它是可行的。John 說,現在有許多「當個創世神 (Minecraft)」遊戲的外掛程式,是用各種不同程式語言所撰寫出來的。其中有許多外掛程式的檔案很大,是運算密集的程式,因此能受益於 GPU 的加速技術,事實上 Julia 與她的兄弟們在過去已經完成了一些程式設計。

但它能玩「當個創世神 (Minecraft)」嗎?

當然,學習 CUDA 必須投入相當多的時間。Julia 花了一下午的時間來上相關教學課程,不可否認的,她已經知道她的伺服器目標必需從 CUDA 開始。

她的獎勵:一條 NVIDIA 在 SC13 大會中所送出的圍巾。或許明年他們會把全家帶來。John 說 Julia 與她的兄弟們 — 她是三胞胎之一 — 有時候真的會吵著爭那條閃亮的綠色圍巾呢。