Los HPCs son la pieza clave para alcanzar el siguiente nivel en la simulación
Escuché a muchos usuarios de análisis de elementos finitos (FEA) hablar sobre sus desafíos de ingeniería. Por ejemplo, muchos de ellos enfrentan una mayor complejidad del producto, requisitos de calidad más estrictos e índices de productividad más altos.
Para permitir que nuestros usuarios de FEA enfrenten estos desafíos de manera más eficiente, Ansys ha realizado avances significativos en las tecnologías informáticas de alto rendimiento (HPC); especialmente en áreas de computación paralela, paramétrica y en la nube. ¿Cómo pueden beneficiarse los usuarios de FEA de estos avances? Vamos a averiguar.
¿Por qué HPC para simulaciones FEA?
Primero, abordaremos por qué querría usar HPC para simulaciones FEA.
HPC permite a los usuarios de FEA aumentar la fidelidad de sus simulaciones, abordar ensamblajes completos, realizar más análisis no lineales, evaluar más escenarios de diseño y realizar estudios de optimización a gran escala. Todo esto conduce a una ingeniería mejor y más rápida y, lo que es más importante, a una innovación más rápida, un tiempo de comercialización más rápido y menos reprocesamiento.
Aunque HPC significa informática de alto rendimiento, no podemos asociarla únicamente con las supercomputadoras. Hoy en día se pueden adquirir estaciones de trabajo y servidores muy potentes que también se pueden asociar con HPC.
En Ansys, definimos HPC como un esfuerzo continuo diseñado para eliminar las limitaciones informáticas de los ingenieros que utilizan software de simulación en todas las fases de diseño, análisis y prueba.
Los avances de hardware y software van de la mano, como se ilustra en nuestra historia de desarrollos HPC mecánicos de Ansys, desde la década de 1980 con procesamiento vectorial en mainframes hasta procesamiento paralelo distribuido en un clúster de 8000 núcleos en 2020.
¿Qué hay de nuevo en HPC?
Ansys ha realizado inversiones sostenidas y duraderas en HPC, y no tenemos planes de reducir la velocidad. En 2022, lanzamos el paralelismo híbrido en Mechanical. Además del paralelismo híbrido, también realizamos otros avances de HPC en 2022, como el almacenamiento de datos optimizado y la implementación de un método de predicción más preciso de los requisitos de memoria para simulaciones mecánicas. También agregamos soporte para tarjetas de unidad de procesamiento de gráficos (GPU) AMD Instinct™ en Linux.
Introdujimos el paralelismo híbrido en Ansys 2022 R1. El paralelismo híbrido es una forma de combinar el modelo paralelo de memoria distribuida con el modelo de memoria compartida. De esta manera, brindamos a los usuarios de FEA la flexibilidad total para maximizar su rendimiento en una estación de trabajo o en los nodos de cómputo de un clúster HPC.
Como puede ver en la figura a continuación, hemos continuado exprimiendo más el escalado del escaso solucionador de nuestro software Mechanical durante los últimos años.
Además, Ansys ha agregado soporte para los últimos aceleradores AMD Instinct™ MI200 Series, la familia de GPU de clase de centro de datos de AMD. La compatibilidad con estas nuevas GPU AMD brinda a los clientes de Ansys más flexibilidad al elegir hardware HPC, tanto en las instalaciones como en la nube. En algunos casos, la aceleración de GPU de AMD puede proporcionar aceleraciones de hasta 8x o 14x, según la aplicación. Puede obtener más información sobre la asociación entre Ansys y AMD en este blog.
Obtenga información 10 veces más rápida incluso en una estación de trabajo
No necesariamente necesita ejecutar sus aplicaciones FEA en un clúster de HPC para lograr tiempos de conocimiento significativamente más rápidos. Al agregar dos licencias de HPC Pack a su licencia de solver, puede lograr una aceleración de más de 8 veces con 36 núcleos de procesador en una estación de trabajo de dos procesadores. Al habilitar otra licencia de HPC Pack, incluso se puede obtener una aceleración promedio de 10 veces, como se muestra en el gráfico a continuación.
Los casos de referencia de V22 anteriores representan el uso típico de la estación de trabajo, varían en tamaño de 3,4 millones a 25 millones de grados de libertad y contienen modelos de solver directos (escasos) e iterativos (PCG) que cubren una amplia variedad de tipos de análisis, incluidos estático, transitorio, modal y no lineal.
Cómo beneficiarse de HPC
Por lo general, nuestros clientes están en un camino o viaje de HPC, comenzando con Ansys en una computadora portátil o de escritorio, o ya se ejecutan en la nube.
Una vez que crece el grupo de usuarios de Ansys, generalmente comienzan a usar más poder de cómputo con múltiples servidores o incluso clústeres en un centro de datos. Esta capacidad de cómputo adicional puede permitir varios trabajos de simulación simultáneos y, a menudo, simulaciones más complicadas. Hemos estado trabajando con socios para encontrar configuraciones recomendadas de sistemas HPC, portátiles y de escritorio para aplicaciones mecánicas. Visite nuestra página de soluciones de HPC para obtener más información.
La nube es claramente un modelo de implementación emergente e ideal de HPC porque permite a nuestros clientes mejorar su agilidad comercial y eficiencia de TI. Ansys Cloud Direct, nuestra solución en la nube completamente administrada, brinda acceso fácil e instantáneo a HPC bajo demanda en la nube de Microsoft Azure directamente desde muchas aplicaciones de Ansys. Con solo unos pocos clics del mouse, los ingenieros mecánicos tienen el poder de la nube al alcance de su mano. Envían la parte de resolución de su análisis mecánico desde su aplicación de escritorio y nunca necesitan abandonar el entorno de escritorio de Ansys. Alternativamente, pueden usar la infraestructura de escritorio virtual (VDI).
