Ampliación de ANSYS, estilo HPC

Hola otra vez. Te habla Simón Sánchez y en esta ocasión vamos a hablar sobre Ampliación de ANSYS, estilo HPC

Esta semana ANSYS anunció la revisión 12.0 de su paquete de software de simulación de física. La compañía está enfatizando las capacidades de HPC con esta versión, y los usuarios pueden esperar un rendimiento mejorado en todo, desde estaciones de trabajo multinúcleo de un solo socket hasta clústeres HPC de escala media de un par de miles de núcleos. Hablamos con Barbara Hutchings, directora de asociaciones estratégicas de ANSYS, y Ray Browell, gerente senior de productos, sobre la nueva versión y la posición de la compañía en el ecosistema HPC.

Fundada en 1970 y ahora una empresa pública que emplea a aproximadamente 1.700 empleados, ANSYS se centra en software de simulación de ingeniería. Desde sus inicios en la mecánica computacional, el software de la empresa ahora cubre todo, desde fluidos hasta simulación electromagnética, además del pre y posprocesamiento que los usuarios de ANSYS necesitaban para preparar los problemas para su solución y analizar los resultados. Algunos de estos códigos, como FLUENT y LS-DYNA, son elementos fundamentales del ecosistema de computación técnica de alto rendimiento. Los clientes de ANSYS se encuentran en prácticamente todas las industrias, desde energía y biotecnología hasta productos de consumo, automotriz, aeroespacial y electrónica. Según la empresa Sitio web, 18 de las 20 principales empresas innovadoras del mundo (identificadas por la revista BusinessWeek) son clientes de ANSYS. Las empresas de esa lista son nombres conocidos: Apple, IBM, Sony, Nokia y otras.

ANSYS 12.0 incluye mejoras en toda la suite de productos ANSYS, todas las cuales abordan la creciente ubicuidad de los equipos de escritorio multinúcleo y en clúster. Como afirma Hutchings, “HPC es una tecnología central para ANSYS porque es muy importante para nuestros clientes. Las simulaciones que deben realizarse a tiempo para influir en las decisiones de ingeniería de productos requieren HPC. «Él dice que los clientes de ANSYS de hoy se dividen entre los que ejecutan simulaciones en equipos de escritorio de alta gama y los que se ejecutan en clústeres que van desde decenas a miles de núcleos».

Comenzando con el bloque de construcción más básico, ANSYS 12.0 mejora el rendimiento multinúcleo con énfasis en los procesadores Intel y AMD. Según los datos de rendimiento de la empresa, el nuevo software en un sistema Windows de ocho núcleos puede proporcionar de cinco a seis veces la velocidad en simulaciones mecánicas y siete veces en simulaciones de fluidos. Algunos de estos se deben al mejor ancho de banda de memoria de los nuevos procesadores Nehalem, pero la compañía también ha invertido significativamente en nuevos algoritmos, mejor (re) uso de la caché y mejores técnicas de descomposición de dominios y equilibrio de carga. .

A mayor escala, ANSYS 12.0 ofrece un buen comportamiento de escalamiento para simulaciones de mecánica estructural de hasta 512 núcleos (según el problema y el solucionador utilizado). Esta mejora es significativa dado el comportamiento de escala típicamente limitado de este tipo de simulaciones. Los problemas de fluidos, que generalmente escalan de manera más efectiva, también funcionan mejor, con casi el 80% de la velocidad ideal hasta 2k núcleos. Las mejores técnicas de descomposición de dominios y equilibrio de carga también ayudan a mejorar el rendimiento aquí, al igual que los algoritmos de comunicación mejorados y los solucionadores nuevos y más eficaces a escala.

Y gracias en gran parte a los cambios en la arquitectura de software subyacente, los productos ANSYS ahora son capaces de soportar simulaciones con más de mil millones de grados de libertad. Hutchings dice que se trata de un orden de magnitud mayor que la aplicación típica de gama alta en su base instalada, pero los clientes pioneros en industrias como la automotriz y aeroespacial ya están empujando estos límites a medida que expanden las simulaciones para incluir más detalles y modelos. sistemas completos.

Otra área de mejoras significativas que interesará a los usuarios de HPC es la administración de archivos. Las mejoras incluyen soporte para sistemas de archivos paralelos que usan MPI-IO, y los puntos de referencia de la compañía demuestran (por ejemplo) una mejora de 20 veces en el rendimiento de escritura de archivos para una solución de 256 núcleos que usa ANSYS FLUENT en un sistema de archivos Panasas ( en comparación con E / S en serie). Otras mejoras de E / S incluyen la compresión de archivos al recopilar resultados de los nodos del clúster en las simulaciones de ANSYS CFX.

La suite ANSYS 12.0 se ejecuta en distribuciones de Red Hat y Novell Linux, así como en Windows HPC Server 2008 y está preparada para Intel Cluster. ANSYS también se ha asociado con proveedores de hardware de HPC como HP, SGI, Cray y otros para definir configuraciones específicas diseñadas para ejecutar su software de manera más eficiente.

¿Qué pasa con el futuro? Una de las cosas que la empresa está estudiando activamente es el uso de GPU para obtener soluciones más rápidas. Según Browell, esta es un área de «investigación activa», pero aún no están listos para anunciar el soporte. Uno de los obstáculos es que las simulaciones ANSYS se basan en gran medida en matemáticas rápidas de doble precisión, y aunque las GPU continúan mejorando en este frente, su punto fuerte sigue siendo el rendimiento de precisión simple. Pero esto está cambiando rápidamente, y ANSYS se está posicionando para estar listo a medida que los chips de GPU continúen evolucionando.

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