NVIDIA GPU’larıyla Luminary Cloud’un Mühendislik Simülasyonlarından Daha Hızlı İçgörüler
Mühendislik simülasyonu, ürün geliştirmeyi hızlandırmak için endüstriler arasında kullanılır. Simülasyonlar, uçakların, arabaların ve binaların güvenliğini kontrol etmek, gittiğiniz her yerde cep telefonunuzun sinyal aldığından emin olmak ve en yeni elektrikli araçların menzilini en üst düzeye çıkarmak için kullanılır. Pahalı, zaman alıcı fiziksel testlere olan ihtiyacı azaltır ve mühendislerin tasarımları çok daha hızlı bir şekilde yinelemeli olarak iyileştirmelerini sağlar.
Ne yazık ki, karmaşık simülasyonları çalıştırmak da zaman alıcı olabilir ve önemli miktarda bilgi gerektirir. yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) kaynakları.
Aydınlık Bulutbir üyesi NVIDIA’nın Başlangıcı Startup’lara yönelik program, en son bulut ve NVIDIA GPU teknolojilerinden yararlanmak, kuruluşların hesaplama yükünü ortadan kaldırmak ve bu simülasyonları hızlandırmak için sıfırdan geliştirildi.
Bu yazıda, endüstrilerde simülasyonun daha geniş bir şekilde benimsenmesinin önündeki zorlukları ve Luminary Cloud’un bu zorlukları ele almak için en son bulut ve NVIDIA GPU hızlandırmalı bilgi işlemi nasıl kullandığını tartışıyorum. Ayrıca, gerçek dünyadan bir vaka çalışmasını da tartışıyorum Joby Havacılık.
Hesaplamalı akışkanlar dinamiğindeki zorluklar
Karmaşık simülasyonların mühendislik ve bilimsel gelişmelerin geleceğini şekillendirdiği hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) alanında, yaygın olarak benimsenmesini engelleyen bazı zorluklar devam etmektedir.
A güncel araştırma Bu zorlukları vurgular:
- Simülasyonun tamamlanma süresi: Tipik CFD projeleri önemli miktarda zaman alabilir: haftalar (%36,2), aylar (%22,3) veya sürekli (%24,5).
- Simülasyon sağlamlığı: CFD yazılımlarında istenen temel iyileştirmeler arasında simülasyon sağlamlığı, otomatik meshleme yetenekleri, doğruluk ve iyi bir fiyat-performans oranı yer almaktadır.
- Model hazırlama: Bazı durumlarda, CFD simülasyonlarını kurmak aylar sürebilir. Verimsiz model hazırlama önemli bir zorluktur (%44).
- Maliyet: Kullanıcı olmayanların %50’si CFD yazılımını benimsemenin önündeki en büyük engelin yüksek lisans maliyetleri olduğunu söylüyor. Bütçe kısıtlamaları yazılım değiştirmede en zorlayıcı faktördür.
Hızlandırılmış simülasyon
GPU’ların hızlandırılmış işlem yetenekleri, kuantum hesaplama, iklim bilimi, finans mühendisliği ve yapay zeka alanlarında yeni ufuklar açtı. Kapsamlı uygulamaları, işletmelerin yalnızca CPU ile yapılan işlemlerden 1K kata kadar daha hızlı işlem hızlarına ulaşmasını sağlar.
CFD, geleneksel CPU tabanlı hesaplamaya kıyasla 30 katın üzerinde hızlanma ile NVIDIA GPU’larının hızlandırılmış hesaplama yeteneklerinden özellikle yararlanan bir alandır. Daha fazla bilgi için GPU Hızlandırmasıyla Sürülen Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Devrimi’ne bakın.
Bulutta HPC
CFD için zorluklardan biri HPC kaynaklarına erişimdir. Bir mühendislik geliştirme programını desteklemek için gereken hesaplama kaynakları nadiren sabittir. Tasarım döngüsü sırasında, simülasyon ihtiyacı aşamalar ve programlar arasında zirveye ulaşacak ve azalacaktır. Bu, aşamalar arasında boşta kalabilen ve tasarım aşamaları sırasında kaynakları bekleyen simülasyon çalışmalarını geciktirebilen hesaplama kapasitesinin verimsizliğine neden olur.
Bulut, dağıtılmış kullanıcıların ihtiyaç duyduklarında güçlü HPC kaynaklarına kolayca erişebilmeleri sayesinde hızı ve çevikliği artırır. Bulutun esnekliğinden yararlanmak ayrıca şirketlerin HPC kaynaklarını günlük olarak doğru boyutlandırmasını sağlayarak maliyet verimliliğini artırır ve pazara sunma süresini kısaltır.
Bulut kaynakları ayrıca şirketlerin şirket içinde mevcut olmayabilecek NVIDIA GPU’ları gibi en son donanımlardan faydalanmalarını sağlar. Bir SaaS yaklaşımı, artırılmış iş birliğini mümkün kılar, böylece küresel olarak dağıtılmış birden fazla kullanıcı, verimsiz veri aktarımı, senkronizasyon veya ayrı ayrı ayrılmış lisanslara ihtiyaç duymadan simülasyonlara erişebilir.
Luminary Cloud’un çözümü
Luminary Cloud, şu anda akışkan akış fiziği için CFD’yi ve termal yönetim için eşlenik ısı transferini (CHT) destekleyen çoklu fizik çözümüdür. Şirket, yukarıda belirtilen zorlukları aynı anda yeni bir bilgisayar destekli mühendislik (CAE) aracı geliştirerek ele aldı. Bulut tabanlı SaaS platformu, hesaplamalı mühendisliğin manzarasını yeniden tanımlamaya hazır ve türünün ilk örneği, neredeyse gerçek zamanlı bir mühendislik deneyimi sunuyor. İşbirlikçi belge düzenleme yazılımı kullanmaya benzer şekilde, Luminary Cloud’un platformu müşteriler için sorunsuz bir şekilde etkileşimli bir platform sağlıyor.
Luminary Cloud’un AI tabanlı mühendislik tasarım yardımcı pilotu olan Lumi AI, mühendislerin kurulum ve simülasyonda harcadıkları zamanı azaltarak analiz ve optimizasyona daha fazla zaman ayırmalarını sağlar. Örneğin, Lumi Mesh Adaptation, daha yüksek doğruluk ve verimlilik için hesaplama ağını akıllıca uyarlayarak geleneksel olarak sıkıcı olan ağ oluşturma adımlarının yerini alır.
Luminary Cloud, CAE platformunu özellikle çok düğümlü NVIDIA GPU hızlandırmalı hesaplamadan yararlanmak için oluşturdu. Diğer CAE araçları çok düğümlü CPU kümeleri için oluşturuldu. Bunların bir alt kümesi bugün GPU hızlandırmayı kullanmak üzere taşınıyor.
Peki, GPU ve bulut bilişim teknolojik devrimleri bir araya geldiğinde ne olur? Değeri parçalarının toplamından daha fazla olan güçlü bir kombinasyon oluştururlar. GPU tahsisini Google Cloud gibi yaygın olarak kullanılan bulut hizmetlerine dahil ederek, işletmeniz benzersiz bütçelere göre uyarlanabilen uyarlanabilir, kullandıkça öde fiyatlandırmasından faydalanırken ürünler için iş akışı verimliliğini artırabilir.
Öne çıkan özelliklerden biri, paralel olarak çalışan (hem çoklu GPU hem de çoklu düğüm) yıldırım hızındaki simülasyonlardır; bu, bekleme sürelerini önemli ölçüde azaltır ve mühendislerin gerçekten önemli olan şeye odaklanmasını sağlar: zaman ve maliyet kısıtlamaları içinde tasarım hedeflerine ulaşmak. Luminary Cloud, geleneksel yaklaşımlara kıyasla 100 katın üzerinde hız iyileştirmeleri gördü.
Luminary Cloud ile yapılan bir demoda, her biri 40M kontrol hacimli (CV) ağlar kullanan ve mütevazı sayıda GPU kullanılarak iki dakikadan kısa sürede tamamlanan 20 simülasyonu paralel olarak çalıştırdılar. Luminary Cloud ayrıca, kalkış sırasında tam bir uçak geometrisi üzerinde 150M CV ile yaklaşık yedi dakikada 40 NVIDIA A100 GPU kullanarak sabit durumlu Reynolds sayısı ortalamalı Navier-Stokes (RANS) hesaplaması çalıştırdı! Aynı hesaplama 2–3K çekirdeğin 6–8 saat sürmesini gerektirirdi.
Verimdeki bu sıçrama, aracın otomatik GPU tahsisi biçimindeki kullanım kolaylığıyla daha da artırılır ve kaynakların her görev için optimize edilmesini sağlar. Ancak, belirli gereksinimleriniz veya tercihleriniz varsa GPU tahsisini manuel olarak seçme esnekliğine de sahipsiniz.
Vaka çalışması: Joby Aviation
Joby Aviation, Luminary Cloud platformu ve NVIDIA GPU’larının birleşik gücünün gerçek dünyadan bir örneğini sunuyor. Luminary Cloud platformu, Joby’nin yeni tasarımları hızla değerlendirmesini ve yalnızca en umut verici konseptleri takip etmesini sağladı.
“Tam uçak yapılandırmalarını alıp dakikalar içinde çalıştırabilirsiniz. Daha önce benzeri görülmemiş bir güven düzeyi sağlar. Hızlıca ‘Evet, bu işe yarayacak veya yaramayacak’ diyebilirsinizJoby’nin baş aerodinamiği uzmanı Gregor Mikić, “Bu,” şeklinde konuştu.
NVIDIA GPU’larının hesaplama gücü, daha hızlı içgörü elde etmede önemli bir rol oynuyor, ancak Luminary Cloud’un ön ve arka uç araç takımı, ön ve son işlemeyi de hızlandırıyor.
Örneğin, Joby Aviation uçağın bir aksesuar parçası üzerinde hızla yineleme yapmak zorundaydı. Hız, sertifikasyon süreci içinde risk yönetimi için olmazsa olmazdır. Temel bir yeniden tasarım için bir ay beklemek, düzenleyici onayın gecikmesine ve nihayetinde gelire yol açabilir. Aciliyete rağmen, karmaşık ön işleme adımları ve uzun hesaplama süreleri nedeniyle, böyle bir proje genellikle eski bir CFD aracı kullanılarak birkaç ay gerektirir.
Neyse ki Joby Aviation, Luminary Cloud’u kullanarak görevi 10 kat daha fazla mühendis üretkenliğiyle tamamlayabildi.
Elektrikli hava taksisini pazara ilk sunan olmanın potansiyel ödülleri önemlidir ve Luminary Cloud, Joby’nin bu teknolojiyi geliştirmesine ve tanıtmasına destek olmaktan gurur duymaktadır.
Bulut tabanlı CAE’nin faydaları
Luminary Cloud’un çözümü, CAE alanındaki herkesin radarında olmalıdır. Mühendislik süreçlerini önemli ölçüde hızlandıran son derece etkileşimli simülasyonları kolaylaştırarak yeni, gerçek zamanlı bir mühendislik deneyimi sunar. Luminary Cloud ayrıca, projenizin zaman kısıtlamaları için uygun doğruluk seviyesini seçebilmeniz için RANS’tan duvar modellemeli, büyük girdap simülasyonuna (WMLES) kadar çeşitli modelleme yaklaşımları sunar.
Luminary Cloud’un sistemi daha hızlı paralel simülasyonlar için tasarlanmıştır, bekleme sürelerini azaltır ve mühendislerin karmaşık görevleri verimli bir şekilde ele almasını sağlar. Google Docs’u anımsatan kullanıcı dostu arayüzü, dikkat dağıtmayan bir deneyim sağlayarak basitliğe ve kullanım kolaylığına odaklanır.
Luminary Cloud’u seçerek, yalnızca üretkenliği artırmakla kalmaz, aynı zamanda Google Cloud’da bulunan en son teknolojiyle desteklenen hesaplamalı mühendislikte yeni ufuklar keşfedebilirsiniz. NVIDIA GPU’larının sağlam birleşimi ve Google Cloud tarafından sunulan bir dizi avantajla Luminary Cloud, hesaplamalı mühendislik için benzersiz ve güçlü bir seçenek sunar.
Hakkında daha fazla öğrenmek için Aydınlık Bulutbkz. Gerçek Zamanlı Mühendislik için Yüksek Performanslı Bilgi İşlem çözüm özeti. NVIDIA Geliştirici Forumlarında hızlandırılmış bilgi işlem konusunda daha derinlemesine bilgi edinebilirsiniz.
Nasıl olduğunu öğrenin NVIDIA Başlangıç Programı Girişimlerin ücretsiz avantajlar ve destekle yenilik yapmalarına ve büyümelerine yardımcı olur.
