Leseprobe AUTOCAD & Inventor Magazin 2012/04

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HARDWARE NVIDIA-Maximus-Technologie in der Praxis
Design und Simulation
in einem
Parametric Solutions Inc. (PSi) ist ein Anbieter von Ingenieurdienstleistungen,
mechanischem Konstruktionsdesign
und Analysen für unterschiedlichste Kunden von Erfindern
bis hin zu Großkonzernen. Das Unternehmen setzt bei Design
und Berechnungen unter anderem auf die Maximus-
Technologie von NVIDIA.
Seit 1993 übernimmt Parametric Solutions
Inc. (PSi) Projekte aus allen Stadien
des Produktionszyklus – von der Konzeptphase
bis zur Fertigung. Die Kunden stammen
aus den Bereichen Luftfahrt, Consumer-Electronics,
medizinische Geräte, alternative
Energien und Transport. Der Erfolg
von PSi bei einem derart breit gefächerten
Kundenstamm beruht auf den innovativen
Design- und Ingenieursfähigkeiten, die PSi
in seinen Schwerpunktgebieten entwickelt
hat: der Stromerzeugung und der Entwicklung
von Gasturbinen für Industrie und
Luftfahrt.
Ein Großteil der Arbeit von PSi umfasst
komplexe Analysen und Designs in den
Rechenintensiver CAD-Prozess: Oberflächen-Tesselation
aus Punktwolken.
AUTOCAD & Inventor Magazin 4/12
Bereichen Wärmeverhalten, Strukturen,
Flusssimulationen, Vibrationen, kinematische
Synthese und Optimierung sowie
Kombinationen aus diesen Disziplinen in
vollständig integrierten Simulationen. Die
mehr als 70 Ingenieure des Unternehmens,
von denen viele mit ANSYS-Software
arbeiten, konnten mit der neuen NVIDIA-
Maximus-Technologie eine beachtliche
Steigerung der Systemleistung und Produktivität
erzielen: Sie arbeiten an CAD-
Modellierungen, während auf der gleichen
Workstation rechenintensive ANSYS-Prozesse
laufen.
„Die NVIDIA-Maximus-Technologie hat
sich als extrem leistungsfähiges Hilfsmittel
für unsere Arbeit erwiesen. Die Verdoppelung
der Leistung hat sich sofort bemerkbar
gemacht und unsere Arbeitsabläufe und
Produktivität deutlich verbessert“, sagt
David Cusano, leitender Ingenieur und Miteigentümer
von PSi.
Die Herausforderung
PSi arbeitet mit sehr umfangreichen Simulationen.
So kann ein Strukturanalysemodell
einer großen Turbinenschaufel zwischen
vier und acht Millionen Freiheitsgrade
umfassen. Selbst kleine, einfache
Simulationen erfordern bis zu zwei Millionen
Freiheitsgrade.
„Bevor wir das Maximus-System hatten,
waren die Anforderungen für eine typische
Simulation so hoch, dass wir Design und
Simulation nicht auf derselben Workstation
durchführen konnten“, sagt Cusano. „Insbesondere
die ANSYS-Analysen benötigten
so viel Rechenleistung, dass eine einzige
Analyse mehrere Tage dauerte, wenn wir
gleichzeitig auf demselben Rechner ande-
re Aufgaben ausführen wollten. Selbst
wenn der Rechner nicht zusätzlich belastet
wurde, konnte eine Analyse das System
volle acht bis zwölf Stunden in Anspruch
nehmen.“
Früher bestand die Lösung für rechenintensive
Aufgaben in der Einrichtung einer
separaten „Run Box“ – einem System mit
zwei CPUs mit je sechs 3-GHz-Prozessorkernen,
16 GByte RAM und einem Zero Disk
Array zum Speichern.
Die Ingenieure mussten entweder
selbst zur Run Box gehen, um ihre Analysen
zu starten oder konnten sie per Fernzugriff
anfordern. Anschließend gingen
sie zum Arbeiten an einen separaten
Computer.
„Dieser Prozess war alles andere als
ideal“, erklärt Cusano. „Die Übertragung
der Dateien über das Netzwerk war
umständlich, und es war sehr unpraktisch,
mit den „Runs“ zu interagieren oder ihren
Fortschritt zwischendurch zu prüfen. Das
größte Problem ergab sich aus der Tatsache,
dass die Box eine gemeinsam genutzte
Ressource war, so dass die Ingenieure
nie wissen konnten, wann sie frei sein
würde. Wer eine rasche Durchführung
von Design und Analyse benötigte, hatte
manchmal Pech.“
Die Lösung
PSi installierte eine NVIDIA-Maximus-
Konfiguration in einer Dell-Precision-
T7500-Tower-Workstation, die die 3D-Grafikfähigkeiten
des professionellen NVI-
DIA-Quadro-6000-Grafikprozessors mit
der parallelen Rechenleistung des neuen
Zyklisch gleichmäßiger Ausschnitt einer Turbinenschaufel
(sechs Millionen Freiheitsgrade).