使用GPU加速Abaqus有限元分析––現(xiàn)在AMD FirePro?顯卡和OpenCL?技術(shù)為您助力

2016-10-27  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

行業(yè):

CAD和工程

應(yīng)用程序:

SIMULIA Abaqus,Dassault Systèmes的實(shí)際仿真品牌

挑戰(zhàn):

• 工程問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜

• 壓縮產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間,降低成本

• 更快地將創(chuàng)新的高質(zhì)量產(chǎn)品推向市場(chǎng)

解決方案:

• 在Windows或Linux上使用OpenCL?和AMD FirePro?顯卡進(jìn)行GPU加速的Abaqus

• 在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)提交大幅增強(qiáng)的性能,推動(dòng)產(chǎn)品決策和縮短上市時(shí)間(見(jiàn)第2頁(yè)圖表)

• 提供多GPU支持,將工作站打造成“個(gè)人超 級(jí)計(jì)算機(jī)”

價(jià)值主張:

• AMD FirePro?顯卡為CATIA和SIMULIA用戶(hù)在同一臺(tái)工作站上進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真提供強(qiáng)大、全面優(yōu)化和認(rèn)證的解決方案

• Dassault Systèmes針對(duì)Dassault Systèmes SIMULIA解決方案進(jìn)行了優(yōu)化和認(rèn)證

• 高達(dá)2.62TFLOPS的峰值雙精度浮點(diǎn)性能

• 高達(dá)16GB的專(zhuān)用GPU顯存,為極大模型的仿真過(guò)程加速

AMD FirePro?顯卡的優(yōu)勢(shì):

• 三年保修,另提供延保服務(wù):與消費(fèi)級(jí)顯卡相比,AMD FirePro?顯卡擁有更長(zhǎng)的生命周期

• 高級(jí)別的客戶(hù)支持:客戶(hù)能夠直接聯(lián)系A(chǔ)MD技術(shù)團(tuán)隊(duì)

• 高能效:AMD FirePro顯卡采用高效的GPU設(shè)計(jì),擁有AMD PowerTune和AMD ZeroCore2 等節(jié)能技術(shù)

• AMD 寬域技術(shù):一張顯卡可驅(qū)動(dòng) 3臺(tái)、4臺(tái)甚至6臺(tái)顯示器,每臺(tái)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(jì)算和圖形產(chǎn)品方面與AMD有著長(zhǎng)久的合作關(guān)系。這為該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)GPU加速仿真技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),他們共同對(duì) Abaqus中的關(guān)鍵代碼段進(jìn)行了優(yōu)化。這項(xiàng)工作非常具體,其中重點(diǎn)在于更好地了解AMD FirePro?圖形硬件,然后針對(duì)它進(jìn)行優(yōu)化。

Dassault Systèmes利用通過(guò)GPU對(duì)仿真加速的機(jī)會(huì)

Abaqus的開(kāi)發(fā)人員發(fā)現(xiàn)利用GPU計(jì)算解算靜態(tài)事件和低速動(dòng)態(tài)事件,可以對(duì)FEA(有限元 分析)的整套仿真解決方案進(jìn)行提速的潛力。當(dāng)用于CAD的臺(tái)式工作站使用專(zhuān)業(yè)顯卡時(shí),這些GPU加速優(yōu)化將使CAD仿真分析工作流中所用的典型工程臺(tái)式工作站充滿(mǎn)動(dòng)力。

GPU加速能力的受益對(duì)象

在Abaqus/Standard中,GPU加速仿真的當(dāng)前優(yōu)化為大型實(shí)體模型仿真帶來(lái)了巨大的好處。此類(lèi)問(wèn)題需要解算大型線性方程組。由此進(jìn)行的仿真將問(wèn)題濃縮為大量可以并行執(zhí)行的計(jì)算。GPU針對(duì)通用計(jì)算的關(guān)鍵能力正好滿(mǎn)足這一條件。

針對(duì)異構(gòu)計(jì)算環(huán)境的優(yōu)化挑戰(zhàn)

在過(guò)去,仿真開(kāi)發(fā)人員將精力主要集中在計(jì)算環(huán)境上,在具有相對(duì)同構(gòu)的x86計(jì)算平臺(tái)的硬件平臺(tái)上,這是一種標(biāo)準(zhǔn)做法。在現(xiàn)代CAD工作站上運(yùn)行仿真時(shí),仿真應(yīng)用程序幾乎忽略了GPU這個(gè)強(qiáng)大的計(jì)算資源。

對(duì)于Dassault Systèmes團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō),他們的3DEXPERIENCE平臺(tái)能夠在客戶(hù)需要時(shí)為客戶(hù)提供更多的生產(chǎn)力工具。Abaqus開(kāi)發(fā)人員希望他們開(kāi)發(fā)的仿真功能對(duì)他們的客戶(hù)更加普遍適用,對(duì)他們的工程工作更具價(jià)值。在仿真領(lǐng)域,更大的價(jià)值就在于更快地完成仿真解算。

“通過(guò)在我們當(dāng)前的Abaqus發(fā)布版中集成OpenCL?編程接口,我們帶來(lái)了更多的圖形硬件選擇(如AMD FirePro?顯卡)和計(jì)算性能加速,提高我們客戶(hù)更快地向市場(chǎng)推出創(chuàng)新高質(zhì)量產(chǎn)品的能力?！?/span>

- Dassault Systèmes SIMULIA 首席架構(gòu)師 Matt Dunbar

在GPU加速優(yōu)化的初始階段,Abaqus開(kāi)發(fā)人員確定了運(yùn)用GPU計(jì)算代碼的主要領(lǐng)域。這減少了將解決方案移植到GPU的工作,降低了對(duì)應(yīng)用代碼的影響。GPU移植工作的減少使該團(tuán)隊(duì)能夠抽出精力解決其他重要挑戰(zhàn)。

平衡工作負(fù)載至關(guān)重要。在從基于GPU的同構(gòu)計(jì)算環(huán)境中植移計(jì)算密集型應(yīng)用程序,以在現(xiàn)代三維工作站上常見(jiàn)的GPU + CPU異構(gòu)計(jì)算環(huán)境下利用GPU能力時(shí),開(kāi)發(fā)人員面臨的挑戰(zhàn)是平衡系統(tǒng)中的工作負(fù)載,使所有計(jì)算資源變得高效。

通過(guò)利用OpenCL?釋放AMD FirePro?圖形GPU的計(jì)算性能,以及集中精力優(yōu)化應(yīng)用程序的選定計(jì)算密集區(qū)域,Abaqus團(tuán)隊(duì)把時(shí)間花在了處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵事務(wù)上,例如對(duì)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行負(fù)載均衡。

GPU如何為仿真結(jié)果加速?

對(duì)于當(dāng)前優(yōu)化,雙精度浮點(diǎn)計(jì)算性能至關(guān)重要。它能夠滿(mǎn)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(biāo)。

展望未來(lái),今后在Dassault Systèmes仿真產(chǎn)品中使用GPU計(jì)算不僅需要Abaqus中的高性能并行計(jì)算能力,而且還需要高性能并行數(shù)據(jù)處理能力。為了成功地將GPU計(jì)算拓展到他們應(yīng)用程序的這些新領(lǐng)域,Abaqus團(tuán)隊(duì)需要極高性能的顯存帶寬。

結(jié)論

對(duì)于Abaqus團(tuán)隊(duì),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?？焖俚姆抡嫘阅芸梢宰尮こ處焾?zhí)行更多的仿真,探索更多的設(shè)計(jì)方案,從而可以獲得更好的設(shè)計(jì)和更具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。

** 工作站配置AMD Opteron 6176 SE 2.3GHz、64GB RAM、OpenSUSE 11.3 (2.6.34內(nèi)核)、AMD驅(qū)動(dòng)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(shù)可支持多達(dá)六臺(tái)DisplayPort?顯示器。支持的顯示器數(shù)量、類(lèi)型和分辨率因型號(hào)和顯卡設(shè)計(jì)而異;購(gòu)買(mǎi)前,請(qǐng)向制造商確認(rèn)規(guī)格。為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)輸出端口支持兩臺(tái)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(gè)主動(dòng)式轉(zhuǎn)接器。完整詳情請(qǐng)參見(jiàn)www.amd.com/eyefinityfaq。

2某些AMD FirePro?顯卡產(chǎn)品采用了AMD PowerTune和AMD ZeroCore Power技術(shù),這些技術(shù)可響應(yīng)于某些GPU負(fù)載狀態(tài),智能地對(duì)GPU功耗進(jìn)行管理。并非所有產(chǎn)品都具備全部技術(shù),有關(guān)具體的型號(hào)性能,請(qǐng)咨詢(xún)組件或系統(tǒng)制造商。

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

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