GPUDirect: GigE 머신 비전 카메라를 위한 차세대 데이터 처리 및 전송
NVIDIA GPU다이렉트 다음과 같은 주변 장치에서 고속, 저지연 데이터 전송을 가능하게 하는 기술 모음입니다. 네트워크 인터페이스 카드 (NIC) 및 저장 장치 NVIDIA 처리용 GPU. NIC의 경우 이 기술은 RDMA(원격 직접 메모리 액세스)를 사용하여 NIC에서 GPU 메모리로 직접 데이터 전송을 용이하게 하여 프로세스에서 중앙 처리 장치(CPU) 및 시스템 메모리를 효과적으로 우회합니다. 그 결과 다음과 같은 데이터 소스로부터 매우 낮은 대기 시간과 낮은 지터 경로 GigE 비전 카메라 CPU보다 훨씬 더 강력하고 부담이 적은 처리 노드로.
데이터 볼륨이 지속적으로 증가함에 따라 데이터를 효율적으로 이동, 처리 및 저장하기 위한 요구 사항도 증가하고 있습니다. 이미징에서 센서 해상도는 계속해서 증가하고 있지만 아마도 더 중요한 것은 센서의 프레임 속도도 증가하고 있다는 것입니다. 이로 인해 특히 응용 프로그램이 미션 크리티컬한 경우 실시간으로 전송 및 처리해야 하는 데이터 산더미가 생성됩니다. CPU는 GPU와 동일한 속도로 데이터를 소비할 수단이 없습니다. 전통적으로 데이터는 기본적으로 시스템에 병목 현상을 일으키고 GPU 처리의 전체 성능 이점을 방지하는 시스템 메모리를 통해 GPU로 오프로드되었습니다. GPUDirect는 그 문제를 해결합니다.
산업용 이미징에서 GPUDirect 활용
산업용 이미징의 이점이 새로운 애플리케이션으로 계속 확산됨에 따라 더 높은 해상도와 프레임 속도에 대한 요구가 간과되지 않습니다. 업계에서는 소스(카메라)에서 호스트(PC)로 멀티 기가비트 데이터 속도를 전송하는 여러 가지 방법을 생각해 냈지만 이는 문제의 일부만 해결할 뿐입니다. 데이터가 호스트에 도착하면 데이터를 어떻게 처리해야 하는가는 사용자에게 완전히 새로운 장애물 세트를 제공합니다.
네트워크 어댑터에 대한 GPUDirect 지원으로 종단 간 성능을 위한 명확한 경로가 표시됩니다. GigE Vision과 같은 이더넷 기반 전송 프로토콜을 활용하여 머신 비전 카메라 Emergent Vision Technologies와 같은 제품은 다음 위치에서 이미지 데이터를 제공할 수 있습니다. 10GigE, 25GigE 및 100GigE 속도 대기 시간이 짧고 예측 가능한 지터가 낮으며 미션 크리티컬 및 고가치 애플리케이션의 성공에 필수적인 두 가지 변수입니다.
GPUDirect의 주요 애플리케이션
많은 응용 프로그램에서 시스템 CPU 및 메모리를 사용하는 기존 처리로 충분합니다. 즉, 일부 산업에서는 더 많은 것을 요구하며 최적화된 데이터 수집 및 처리 솔루션을 구축하는 데 들어가는 추가 시간, 노력 및 비용을 쉽게 정당화합니다.
- 수술 내비게이션, 이미지 안내 개입 및 의료 로봇 — 실시간 인식 및 반응성은 기술이 인간에게 침습적으로 사용되는 애플리케이션에서 매우 중요합니다. 카메라를 사용하여 외과 의사 또는 진단 영상 절차를 안내하는 경우 작업자에 대한 피드백은 즉각적이어야 합니다. 이미지 해상도가 높을수록 작업자는 더 잘 보고, 탐색하고, 결정할 수 있습니다. 고화질(HD) 카메라가 필요한 경우가 많으며 부드러운 움직임을 보장하기 위해 높은 프레임 속도로 실행해야 합니다. 이 모든 것은 감지되는 대기 시간 없이 운영자의 화면에 전달되어야 합니다. GPUDirect가 이를 가능하게 합니다.
- 스포츠 및 라이브 엔터테인먼트 — HD 및 UHD(Ultra-High-Definition) 비디오는 120fps 이상의 빠른 프레임 속도와 결합하여 시청자에게 몰입감 있고 풍부하게 세부적인 경험을 제공하면서 점점 인기를 얻고 있습니다. 여기에 다양한 각도와 관점을 캡처하고 플레이 후 검토를 지원하기 위해 많은 카메라가 필요하며 전송되는 데이터의 양이 크게 증가합니다. GPUDirect는 동시에 여러 스트림의 비디오 압축, 처리 및 보관을 지원하는 탁월한 솔루션을 제공합니다.
- 가상/증강 현실 — 가상 현실(VR)과 증강 현실(AR)의 발전으로 대규모 작업과 협업이 가능해졌습니다. 이 기능의 대부분은 강력한 GPU 성능에 의존하여 가상 워크스루, 복잡한 의료 절차 리허설, 군사 및 치안 작전 훈련 또는 다른 사람과의 협업을 가능하게 합니다. 가상의 360도 공간을 생성하려면 여러 HD 비디오 스트림을 실시간으로 처리해야 하며 결과 이미지는 종종 다른 환경 변수와 오버레이됩니다. 이러한 요구는 대부분의 CPU를 압도하고 GPU 처리에 이상적으로 적합합니다.
- 자동 광학 검사 – 크고 복잡한 회로 카드 또는 UHD 평면 패널 디스플레이는 제조 품질을 보장하기 위해 신속한 고해상도 검사에 의존합니다. 여기에 사용되는 이미지 센서는 대형입니다. 검사 시스템의 생산성 요구 사항을 충족하기 위해 수십 메가픽셀 및 프레임 속도가 높습니다. 그 결과 거의 실시간으로 분석해야 하는 대규모 데이터 세트가 생성됩니다. 여기에서 GPU 처리가 뛰어나고 GPUDirect는 종종 다른 작업으로 바쁜 CPU 또는 시스템 메모리에 영향을 주지 않고 데이터가 GPU 메모리에 도착하도록 합니다.
NVIDIA GPUDirect를 채택하는 것은 기존의 이미지 처리 애플리케이션보다 조금 더 복잡하지만, 기술이 발전하고 애플리케이션이 더 까다로워짐에 따라 기존 방법만으로는 해결할 수 없는 상황을 종종 보게 됩니다. Emergent Vision Technologies는 호환되는 NIC를 통해 GPUDirect를 지원하는 것 외에도 산업용 고속, 고데이터 이미징 요구 사항을 충족하도록 특별히 최적화된 자체 고성능 NIC 라인을 개발했습니다. 카메라 제품과 결합하고 최적화된 GigE Vision 구현을 활용하여 회사는 채택 장벽을 낮추고 최첨단 성능 및 이미지 처리에 대한 액세스를 잠금 해제합니다.
