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Lo que todavía les falta a los usuarios de HPC en producción

Hola de nuevo. En el teclado Simón Sánchez y esta vez hablaremos sobre Lo que todavía les falta a los usuarios de HPC en producción

Hemos escuchado bastante sobre el «centro faltante» en la computación de alto rendimiento, particularmente en referencia al sector manufacturero. Sin embargo, para aquellos fabricantes que ya han adoptado hardware y herramientas HPC en sus entornos, todavía existen algunas brechas, a pesar de los beneficios obvios y las crecientes inversiones que algunas empresas describieron con gran detalle en el evento EnterpriseHPC de la semana pasada en Carlsbad.

Durante un extraordinario panel de HPC en Ingeniería moderado por Merle Giles de NCSA, escuchamos a ejecutivos de computación de alto rendimiento de Rolls Royce, Cummins Inc., Mercury Marine y otros discutir las oportunidades y los puntos débiles para su uso de modelado y simulación. avanzado. Como muchos podrían imaginar, la brecha de habilidades para encontrar a las personas adecuadas para ingresar y aprovechar el software HPC (sin mencionar el hardware) fue un problema, pero más específicamente, también lo fueron los problemas relacionados con el proceso y el flujo de trabajo. , integración y conjunto de herramientas que se combinan.

Hubo una serie de temas que surgieron y se unieron entre el modelado de HPC y los usuarios finales de simulación en el panel que eran consistentes a pesar del tamaño de la organización o las diferencias de carga de trabajo. El primero, y quizás el menos sorprendente, fue el ferviente acuerdo de que las capacidades avanzadas resultantes de la explotación de las herramientas de hardware y software de HPC son fundamentales para promover la competitividad y la calidad de los productos finales. En segundo lugar, con estas herramientas, las empresas pueden lograr un ROI un poco más difícil de cuantificar en términos numéricos (por ejemplo, gastamos $ 1 millón en infraestructura y herramientas de modelado y obtuvimos x como resultado). Sin embargo, el valor del retorno de la inversión (ROI) de eliminar los costosos, imprecisos y laboriosos procesos de pruebas físicas es claro y conduce a mejores productos. En resumen, HPC es la herramienta de diseño y prueba, mientras que la validación es ahora el único paso definido donde los prototipos se prueban físicamente.

«Estamos pasando por muchas más iteraciones de diseño que hace cinco o diez años, ya que las pruebas físicas tenían que integrarse en todo lo que hacíamos», explicó Arden Anderson, especialista en simulación de ingeniería de Mercury Marine. Describió las operaciones de HPC dedicadas a su negocio de diseño de motores, y señaló que su inversión en HPC crecerá con el objetivo de duplicar el número de núcleos cada dos años (todavía son relativamente pequeños, administran 200-300 clústeres por sus proyectos) y la fuerza laboral de analistas está creciendo en un 10-20% por año. Con sus aplicaciones actuales de elementos finitos y CFD, su desafío no era solo encontrar las personas calificadas adecuadas, sino «integrar lo que surge de las simulaciones de ingeniería e integrarlo en nuestro proceso de diseño». Al igual que otros fabricantes de paneles, dijo que HPC ya les permitía utilizar las pruebas físicas como herramienta de validación (frente a un diseño y pruebas rigurosos, un proceso largo y costoso) pero con herramientas que estaban mejor integradas en todas las líneas de negocio, podría hacer aún más. «Ahora podemos diseñar a un ritmo mucho más rápido, pero nuestro verdadero desafío es integrarnos a un ritmo que encaje».

“En la década de 1980 estábamos construyendo y probando componentes de compresores, piezas de combustión y diseño de motores, pero ese ciclo generalmente tomaba muchos años. Tendríamos que construir muchos equipos diferentes, luego estudiar mediante repetición y análisis para encontrar la pieza correcta. Hoy, cuando hacemos un diseño de prueba en un equipo, lo hacemos. Y solo uno. Y esto es para validación, especialmente para apaciguar otras pruebas. «Dijo que en lugar de poner el énfasis en estas largas pruebas físicas, sus equipos se enfocan en obtener los modelos correctos para que la primera vez sea la correcta. Esto es un gran ahorro de tiempo y costo e implica tiempo de comercialización mucho más rápido con productos más robustos.

Simons está de acuerdo en que la integración de estos proyectos en flujos de trabajo y procesos internos más amplios es siempre un desafío y que las personas también son clave para su éxito en el futuro. Sin embargo, al igual que los otros miembros del panel, dependen de la ayuda de asociaciones universitarias, incluida la suya propia en NCSA, donde pueden trabajar con equipos avanzados para escalar el código comercial (incluido LS-DYNA, que cubrimos en el pasado. ) y encuentre formas más eficientes de administrar flujos de trabajo complejos.

Los mismos desafíos y oportunidades para HPC en la fabricación que enfrentan Rolls Royce y Mercury Marine fueron persistentes en Cummins, la compañía de generación de energía y motores Fortune 500. Según Michael Hughes, líder de la compañía en servicios de modelado y simulación, los beneficios de la HPC avanzada son claros, pero el verdadero desafío es incorporarlos a los procesos más amplios de la compañía. Las 2.500 instalaciones centrales de su equipo están configuradas para un crecimiento del 60% en el lado de la computación, junto con el deseo de contratar más expertos en modelado y simulación. «Nuestras aplicaciones se están volviendo capaces de supercomputación», dijo, «tenemos muchos ingenieros que estaban atados a la PC o estación de trabajo que ahora tienen un brillo en los ojos al ver los tipos de problemas nuevos que pueden resolver». Sin embargo, con la capacidad de expandir rápidamente la creación de prototipos, el diseño y las pruebas, surge una especie de «Ley de Amdahl» de innovación, incluso con las herramientas más rápidas y avanzadas para impulsar el lado del diseño de la casa, sin la capacidad de integrarlas. En el proceso más amplio y la velocidad de validación, el ROI de la inversión en HPC se pierde en la mezcla.

Pero para empresas como Rolls Royce, Mercury Marine y Cummins, si estos desafíos en términos de hacer que las inversiones en HPC sean relevantes a lo largo de otras líneas críticas para el negocio son todos consistentes (y en diferentes niveles de la lista Fortune 500), ¿por qué las herramientas emergentes ya no son? para solucionar estos problemas?

Primero, parece ser una cuestión de dónde están los cuellos de botella. Para algunos, el problema es integrar los diferentes conjuntos de herramientas dentro del entorno HPC, lo que significa que es una cuestión de gestión de la carga de trabajo y el flujo de trabajo. Para otros, este problema se ve agravado por el hecho de que incluso con formas tan simplificadas de manejar esos cantos rodados en la corriente HPC, la organización más grande debe poder ajustar sus procesos para dar un salto al ritmo de la innovación mediante la revisión de su validación y procedimientos estándar.

La pregunta es: ¿qué herramientas existen que hacen ambas cosas? E incluso con una respuesta a esta pregunta, ¿cómo afecta el cambio cultural necesario para ponerlo en práctica? Además, incluso con las dos piezas del rompecabezas en su lugar, ¿qué pasa si es demasiado difícil encontrar personas para que todo se una?

La única clave que parece funcionar para estas tres empresas es la inestimable aportación y asistencia recibidas de las asociaciones público-privadas. Desde el programa de concientización industrial del San Diego Supercomputer Center (lo escuchamos durante otro panel en EnterpriseHPC, más sobre eso más adelante), el Ohio Supercomputer Center, NCSA y otros, parece que ha llegado el momento de traer más fondos y esfuerzos para apoyar. No solo para impulsar nuevos usuarios de producción potenciales a HPC, sino para ayudar a integrar completamente a toda la organización, así como a los usuarios de herramientas individuales que ya son usuarios de HPC.

En resumen, para estos usuarios finales, todos con grupos de diferentes tamaños dedicados a una variedad de tareas de modelado diferentes, no se trata de acceder a la computación de alto rendimiento, se trata de implementarla y administrarla de una manera que tenga sentido en todos los ámbitos. la organización Y con las herramientas adecuadas para hacer posible esta integración. Si bien vale la pena destacar el papel del proveedor y socio del ecosistema, para que HPC se convierta realmente en la corriente principal en la fabricación, el impulso debe estar más lejos que los grupos internos de TI / modelado y simulación.

«Experimentación de Bleeding Edge: Ingeniería y Simulación –
Lessons From the Cutting Edge «, presentado por Merle Giles de NCSA. Los miembros del panel incluyeron a Arden Anderson, especialista técnico, Mercury; Michael Hughes, líder en servicios de modelado y simulación, Cummins, Inc .; Donour Sizemore, programador, Two Sigma Investments; Roger Rintala, socio y relaciones industriales, Intelligent Light; y Brian Kucic, director, fundador de R Systems NA, Inc.

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