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  來源:互聯(lián)網(wǎng)

行業(yè):

CAD和工程

應用程序:

SIMULIA Abaqus,Dassault Systèmes的實際仿真品牌

挑戰(zhàn):

• 工程問題越來越復雜

• 壓縮產(chǎn)品開發(fā)時間,降低成本

• 更快地將創(chuàng)新的高質(zhì)量產(chǎn)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(chǎn)品生命周期內(nèi)提交大幅增強的性能,推動產(chǎn)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(yōu)化和認證的解決方案

• Dassault Systèmes針對Dassault Systèmes SIMULIA解決方案進行了優(yōu)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(yōu)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(lián)系AMD技術(shù)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(jié)能技術(shù)

• AMD 寬域技術(shù):一張顯卡可驅(qū)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(chǎn)品方面與AMD有著長久的合作關(guān)系。這為該團隊開發(fā)GPU加速仿真技術(shù)奠定了堅實的基礎,他們共同對 Abaqus中的關(guān)鍵代碼段進行了優(yōu)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(yōu)化。

Dassault Systèmes利用通過GPU對仿真加速的機會

Abaqus的開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)利用GPU計算解算靜態(tài)事件和低速動態(tài)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(yè)顯卡時,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(yōu)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(zhí)行的計算。GPU針對通用計算的關(guān)鍵能力正好滿足這一條件。

針對異構(gòu)計算環(huán)境的優(yōu)化挑戰(zhàn)

在過去,仿真開發(fā)人員將精力主要集中在計算環(huán)境上,在具有相對同構(gòu)的x86計算平臺的硬件平臺上,這是一種標準做法。在現(xiàn)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(chǎn)力工具。Abaqus開發(fā)人員希望他們開發(fā)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。

“通過在我們當前的Abaqus發(fā)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(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開發(fā)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(zhàn)。

平衡工作負載至關(guān)重要。在從基于GPU的同構(gòu)計算環(huán)境中植移計算密集型應用程序,以在現(xiàn)代三維工作站上常見的GPU + CPU異構(gòu)計算環(huán)境下利用GPU能力時,開發(fā)人員面臨的挑戰(zhàn)是平衡系統(tǒng)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(yōu)化應用程序的選定計算密集區(qū)域,Abaqus團隊把時間花在了處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵事務上,例如對數(shù)據(jù)處理進行負載均衡。

GPU如何為仿真結(jié)果加速?

對于當前優(yōu)化,雙精度浮點計算性能至關(guān)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(chǎn)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(shù)據(jù)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。

結(jié)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(zhí)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(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)可支持多達六臺DisplayPort?顯示器。支持的顯示器數(shù)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(guī)格。為了實現(xiàn)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(zhuǎn)接器。完整詳情請參見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)可響應于某些GPU負載狀態(tài),智能地對GPU功耗進行管理。并非所有產(chǎn)品都具備全部技術(shù),有關(guān)具體的型號性能,請咨詢組件或系統(tǒng)制造商。

© 2014 Advanced Micro Devices, Inc. 保留所有權(quán)利。AMD、AMD箭頭徽標、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(jīng)許可使用。SG05/15

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