タキオン（ソフトウェア）

タキオン
原作者ジョン・E・ストーン
書かれたC
タイプレイトレーシング/ 3Dレンダリングソフトウェア
ライセンスBSD-3条項
Webサイトジェダイ.ks .uiuc .edu /~ジョンズ/タキオン/
VMDで生成され、Tachyonでレンダリングされたサテライトタバコモザイクウイルスの分子グラフィックス。ポケットや空洞の視認性を向上させるため、直接照明とアンビエントオクルージョン照明を組み合わせて表示しています。VMD軸は、非分子形状のレンダリング例として示されています。
10億原子のエアロゾル化されたSARS-CoV-2ウイルス粒子（COVID-19）のタキオンレンダリング。
10億原子のエアロゾル化されたSARS-CoV-2ウイルス粒子（COVID-19）のタキオンレンダリング。
Intel iPSC/860 32ノード並列コンピュータがTachyonパフォーマンステストを実行中。1995年8月22日。

Tachyonは並列/マルチプロセッサレイトレーシングソフトウェアです。分散メモリ型並列コンピュータ、共有メモリ型コンピュータ、ワークステーションクラスタ上で使用できる並列レイトレーシングライブラリです。Tachyonは、アンビエントオクルージョンライティング、被写界深度焦点ぼかし、影、反射などのレンダリング機能を実装しています。Tachyonは元々、ミズーリ大学ローラ校のジョン・ストーン氏が修士論文のためにIntel iPSC/860向けに開発しました。 [ 1 ] Tachyonはその後、より機能的で完成度の高いレイトレーシングエンジンへと進化し、現在ではVMDやSageMath などの多くのオープンソースソフトウェアパッケージに組み込まれています。Tachyonは、パーミッシブライセンス（tarballに含まれています）の下でリリースされています。

進化と特徴

Tachyonは元々、VLIWアーキテクチャとを備えた初期のRISC CPUであるIntel i860に基づくハイパーキューブ相互接続トポロジに基づく分散メモリ並列コンピュータであるIntel iPSC/860向けに開発されました。Tachyonは元々、iPSCシリーズ用のIntel独自のNXメッセージ パッシング インターフェイスを使用して作成されましたが、その後まもなく、1995年にMPIの最も初期のバージョンに移植されました。Tachyonは、オークリッジ国立研究所のParagon XP/S 150 MPを使用して、 Intel Paragonプラットフォームで実行できるように適合されました。ORNL XP/S 150 MPは、ノード間での大規模な分散メモリ メッセージ パッシングと、ノード内での共有メモリ マルチスレッドの両方を組み合わせた、Tachyonがサポートした最初のプラットフォームでした。その後、IBM SP2への移植を含め、従来のさまざまなUnixベースのワークステーション プラットフォームや初期のクラスタにTachyonが適合されました。 TachyonはPARAFLOW CFDコードに組み込まれ、NASAラングレー研究所のParagon XP/Sで実行された超音速燃焼器流れのin-situボリューム可視化を可能にし、以前に使用された従来の後処理可視化アプローチに対して大幅なパフォーマンス向上をもたらしました。[ 2 ] 1999年初頭、Tachyonのサポートは分子グラフィックスプログラムVMDに組み込まれ、これによりTachyonとVMDの継続的な共同開発期間が始まり、分子グラフィックス専用の多くの新しいTachyon機能が追加されました。Tachyonは、NSF 2004 Visualization Challengeのイメージイラストレーション部門の優勝作品をレンダリングするために使用されました。[ 3 ] 2007年、Tachyonはアンビエントオクルージョンライティングのサポートを追加しました。これは、VMDと組み合わせた分子可視化でTachyonがますます人気になる機能の1つでした。VMDとTachyonは徐々にクラスター上の日常的な可視化と分析タスクをサポートするように適応され、後に大規模なペタスケールスーパーコンピューターに適応されました。 Tachyonは、イリノイ大学NCSAのBlue Watersペタスケールスーパーコンピュータ上で、2013年にZhaoらが解明したHIV-1カプシドの原子構造の図、動画、およびNatureの表紙画像を作成するために使用されました。 [ 4 ] [ 5 ] TachyonのCPUバージョンとGPUバージョンの両方が、Supercomputing 2020の優勝プロジェクトを含む3つの別々のACM Gordon Bell COVID-19研究プロジェクトで、SARS-CoV-2ビリオン、スパイクタンパク質、およびエアロゾル化されたビリオンの画像をレンダリングするために使用されました。 [ 6 ] Supercomputing 2021の2つのファイナリストプロジェクト。

並列コンピューティングのデモンストレーション、トレーニング、ベンチマークでの使用

Tachyon は、さまざまなプラットフォームへの移植性を備えているため、さまざまな並列コンピューティングおよびコンパイラの研究論文のテスト ケースとして使用されてきました。

1999年、ジョン・ストーンはビル・マグロの協力を得て、Kuck and Associates社のKCCコンパイラを用いて、OpenMPディレクティブベースの並列コンピューティング標準の初期バージョンをサポートするようにTachyonを改良しました。Tachyonは、KCCとOpenMPを用いてDEC Alphaワークステーション上でインタラクティブなレイトレーシングを実行するデモとして公開されました。

2000年にインテルはKuck and Associates Inc.を買収し[ 7 ]、TachyonはOpenMPのデモとして引き続き利用されました。その後、インテルはTachyonを用いて、Threading Building Blocks（TBB）並列プログラミングシステム向けの様々なプログラミングサンプルを開発しました。このシステムのサンプルプログラムには、現在も古いバージョンが組み込まれています[ 8 ] [ 9 ] 。

2006年、TachyonはSPEC HPGによってSPEC MPI 2007ベンチマークスイートに採用されました。[ 10 ] [ 11 ]

Tachyonは、その移植性とSPEC MPI 2007への組み込みにより、高品質画像のレンダリングツールとして一般的に使用されていますが、並列レンダリングと可視化[ 12 ] [ 13 ] [14] [ 15 ] [16] [17] [18] [ 19 ] [ 20 ]、クラウドコンピューティング[21 ] [22] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] 、並列コンピューティング[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] 、コンパイラ[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]、ランタイムシステム[33] [34]、コンピュータアーキテクチャ[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]、パフォーマンス分析ツール[ 38 ]など、さまざまな研究プロジェクトのテストケースや比較対象としても使用されています。] [ 39 ] [ 40 ]およびHPCシステムのエネルギー効率。[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]

参照

参考文献

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