使用GPU加速Abaqus有限元分析––現在AMD FirePro?顯卡和OpenCL?技術為您助力

2016-10-27 by:CAE仿真在線來源:互聯網

Dassault Systèmes和AMD拓展它們的技術伙伴關系,使用AMD FirePro?圖形GPU的大規模并行計算能力優化仿真,為SIMULIA Abaqus 的性能提速。

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行業:

CAD和工程

應用程序:

SIMULIA Abaqus,Dassault Systèmes的實際仿真品牌

挑戰:

工程問題越來越復雜
壓縮產品開發時間,降低成本
更快地將創新的高質量產品推向市場

解決方案:

在Windows或Linux上使用OpenCL?和AMD FirePro?顯卡進行GPU加速的Abaqus
在整個產品生命周期內提交大幅增強的性能,推動產品決策和縮短上市時間(見第2頁圖表)
提供多GPU支持,將工作站打造成“個人超級計算機”

價值主張:

AMD FirePro?顯卡為CATIA和SIMULIA用戶在同一臺工作站上進行設計和仿真提供強大、全面優化和認證的解決方案
Dassault Systèmes針對Dassault Systèmes SIMULIA解決方案進行了優化和認證
高達2.62TFLOPS的峰值雙精度浮點性能
高達16GB的專用GPU顯存,為極大模型的仿真過程加速

AMD FirePro?顯卡的優勢:

三年保修,另提供延保服務:與消費級顯卡相比,AMD FirePro?顯卡擁有更長的生命周期
高級別的客戶支持:客戶能夠直接聯系AMD技術團隊
高能效:AMD FirePro顯卡采用高效的GPU設計,擁有AMD PowerTune和AMD ZeroCore2 等節能技術
AMD 寬域技術:一張顯卡可驅動 3臺、4臺甚至6臺顯示器,每臺輸出最高4k的分辨率(在使用DisplayPort 1.2的情況下,分辨率為 4096 x 2180像素)1

Dassault Systèmes在計算和圖形產品方面與AMD有著長久的合作關系。這為該團隊開發GPU加速仿真技術奠定了堅實的基礎,他們共同對 Abaqus中的關鍵代碼段進行了優化。這項工作非常具體,其中重點在于更好地了解AMD FirePro?圖形硬件,然后針對它進行優化。

Dassault Systèmes利用通過GPU對仿真加速的機會

Abaqus的開發人員發現利用GPU計算解算靜態事件和低速動態事件,可以對FEA(有限元分析)的整套仿真解決方案進行提速的潛力。當用于CAD的臺式工作站使用專業顯卡時,這些GPU加速優化將使CAD仿真分析工作流中所用的典型工程臺式工作站充滿動力。

GPU加速能力的受益對象

在Abaqus/Standard中,GPU加速仿真的當前優化為大型實體模型仿真帶來了巨大的好處。此類問題需要解算大型線性方程組。由此進行的仿真將問題濃縮為大量可以并行執行的計算。GPU針對通用計算的關鍵能力正好滿足這一條件。

針對異構計算環境的優化挑戰

在過去,仿真開發人員將精力主要集中在計算環境上,在具有相對同構的x86計算平臺的硬件平臺上,這是一種標準做法。在現代CAD工作站上運行仿真時,仿真應用程序幾乎忽略了GPU這個強大的計算資源。

對于Dassault Systèmes團隊來說,他們的3DEXPERIENCE平臺能夠在客戶需要時為客戶提供更多的生產力工具。Abaqus開發人員希望他們開發的仿真功能對他們的客戶更加普遍適用,對他們的工程工作更具價值。在仿真領域,更大的價值就在于更快地完成仿真解算。

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“通過在我們當前的Abaqus發布版中集成OpenCL?編程接口,我們帶來了更多的圖形硬件選擇(如AMD FirePro?顯卡)和計算性能加速,提高我們客戶更快地向市場推出創新高質量產品的能力。”

- Dassault Systèmes SIMULIA 首席架構師 Matt Dunbar

在GPU加速優化的初始階段,Abaqus開發人員確定了運用GPU計算代碼的主要領域。這減少了將解決方案移植到GPU的工作,降低了對應用代碼的影響。GPU移植工作的減少使該團隊能夠抽出精力解決其他重要挑戰。

平衡工作負載至關重要。在從基于GPU的同構計算環境中植移計算密集型應用程序,以在現代三維工作站上常見的GPU + CPU異構計算環境下利用GPU能力時,開發人員面臨的挑戰是平衡系統中的工作負載,使所有計算資源變得高效。

通過利用OpenCL?釋放AMD FirePro?圖形GPU的計算性能,以及集中精力優化應用程序的選定計算密集區域,Abaqus團隊把時間花在了處理系統中的關鍵事務上,例如對數據處理進行負載均衡。

GPU如何為仿真結果加速?

對于當前優化,雙精度浮點計算性能至關重要。它能夠滿足盡快完成大型線性方程組解算,從而提交更高仿真性能的目標。

展望未來,今后在Dassault Systèmes仿真產品中使用GPU計算不僅需要Abaqus中的高性能并行計算能力,而且還需要高性能并行數據處理能力。為了成功地將GPU計算拓展到他們應用程序的這些新領域,Abaqus團隊需要極高性能的顯存帶寬。

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結論

對于Abaqus團隊,使用AMD FirePro?圖形GPU是為工程師的仿真工作站提供加速的工具。快速的仿真性能可以讓工程師執行更多的仿真,探索更多的設計方案,從而可以獲得更好的設計和更具競爭力的產品。

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* 本基準測試是輕度非線性靜態分析,模擬使用螺栓將氣缸蓋固定到發動機組上。

** 工作站配置AMD Opteron 6176 SE 2.3GHz、64GB RAM、OpenSUSE 11.3 (2.6.34內核)、AMD驅動程序13.35、AMD APP SDK v2.9、FirePro W9000 GPU

1 在兼容的顯卡上,AMD寬域技術可支持多達六臺DisplayPort?顯示器。支持的顯示器數量、類型和分辨率因型號和顯卡設計而異;購買前,請向制造商確認規格。為了實現一個輸出端口支持兩臺以上或更多顯示器,可能需要額外的硬件,例如支持DisplayPort的顯示器或者啟用DisplayPort 1.2 MST 的集線器。最多支持兩個主動式轉接器。完整詳情請參見www.amd.com/eyefinityfaq。

2某些AMD FirePro?顯卡產品采用了AMD PowerTune和AMD ZeroCore Power技術,這些技術可響應于某些GPU負載狀態,智能地對GPU功耗進行管理。并非所有產品都具備全部技術,有關具體的型號性能,請咨詢組件或系統制造商。

© 2014 Advanced Micro Devices, Inc. 保留所有權利。AMD、AMD箭頭徽標、FirePro及其組合是Advanced Micro Devices, Inc的商標。所有其它名稱僅供參考,可能是其各自公司的商標。欲知詳情,請參閱www.amd.com/firepro。所有圖像均由Dassault Systèmes Simulia Corp. 友情提供。OpenCL和OpenCL標志是Apple Inc. 的商標,Khronos經許可使用。SG05/15

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