如何配置工作站进行仿真

Simulation is a key technology in today’快速的产品设计和开发环境,请确保您的工作站能够完成任务。

通过配置用于仿真的工作站,可以大大加快复杂模型中互连系统的仿真速度。图片由NVIDIA提供。


满足对具有物联网(IoT)连接,拓扑优化的轻量化,增材制造替代产品和/或数字孪生计划的产品需求的日益复杂的工程令人难以置信。即使没有这样的前沿项目,设计人员也需要不断利用压力,以在更短的时间内设计更多的产品迭代并执行更多的系统工程,这意味着设计工程团队需要利用各种效率。

以仿真为主导的设计有望通过允许工程师在详细的设计工作之前探索概念,比耗时且昂贵的物理测试执行更多的虚拟测试,甚至评估设计更改将如何影响整个生产流程来提供这种效率,例如从事制造,维护和修理业务。但是,前期仿真的好处通常会被两个重大缺点所抵消:1.需要仿真分析专家,并且2.需要运行仿真作业的时间。

仿真软件供应商在拉平使仿真成为设计工作流程不可或缺的一部分所需的学习曲线方面取得了长足的进步。越来越多的CAD专家能够使用仿真工具来缓解传统上相对较少的仿真专家从大量CAD专家中分析模型所面临的瓶颈。模拟的民主化允许采用更简化的工作流程,其中分析人员将时间花在设计工程师已经审查的更复杂的问题和/或模型上。

但是,随着越来越多的工程师意识到前期仿真的优势,如果工作站没有安装,他们可能会留下不好的第一印象。’正确配置。它’很难理解当计算机在模拟运行中一整夜陷入困境时,模拟如何提高生产率。为了克服这一障碍,设计工程师需要了解如何配置工作站以进行仿真,以及何时可能需要更强大的按需计算资源。

不断变化的模拟环境

今天 ’正确配置后,专业的工作站即可处理多种类型的模拟作业。直接在用于设计的工作站上执行仿真更加方便。它还释放了集中资源,例如共享群集或服务器,以进行对计算最苛刻的模拟。尽管现在可以轻松地在云中按需访问令人难以置信的计算能力,但并非在每种情况下都可以保证访问云计算的成本和过程。

正确配置的工作站可解决许多设计工程师的仿真难题,他们重视交互式仿真,以迅速了解CAD模型的变化如何影响热,应力或空气动力学特性。有时需要解决更多的计算密集型仿真问题。传统上,更密集的仿真(例如涉及更多自由度,更大,更复杂的组件和/或多种物理类型的仿真)从更多的CPU内核中受益更多,而交互式仿真则从功能更强大的GPU中受益。

英伟达 Quadro GP100为专业工程工作流程提供了高级可视化和仿真功能。图片由NVIDIA提供。

使用NVIDIA’s recently released Quadro GV100 GPU但是,传统的计算范式正在发生变化。 GV100基于其以高性能计算应用程序而闻名的Volta架构,将计算和图形功能整合到一个专为工作站设计的GPU中。 GV100旨在解决下一代工作流程瓶颈问题,这些瓶颈可能会减慢实时光线追踪的速度,从而实现照片级真实感渲染,深度学习训练,沉浸式虚拟现实和高保真仿真。

有关GPU计算如何改变工程仿真的另一个主要示例,请参见 ANSYS Discovery Live。新软件使用NVIDIA CUDA基础架构进行大规模并行计算,以释放NVIDIA GPU的功能并实时进行仿真。前期工程师可以使用它提出假设问题,探索设计方案并通过即时更新的仿真获得即时反馈。 ANSYS Discovery Live仅需要专用的NVIDIA移动设备或具有至少4GB内存和最新图形驱动程序的台式机GPU,但是建议使用Quadro P5000,P6000或GP100,以获得最佳的可视化性能。特别是更复杂的模型将受益于功能更强大的GPU,因为ANSYS Discovery Live可根据可用的GPU内存扩展仿真保真度。

规范规范

尽管硬件和软件方面的技术水平日新月异,但是仍然可以使用经过实践检验的方法来配置工作站以进行仿真。

1.配置硬件以使其与软件的当前和将来功能相匹配。

最令人印象深刻的硬件规格’如果您使用的软件’重新使用不能利用它们,否则会赢’t soon.

随着硬件功能的发展,软件供应商会发布更新以利用这些进步。例如,供应商正在不断更新其软件,以更有效地在内核之间分配任务,因此如果您没有’在一段时间内升级了仿真软件,您就赢得了’不能从较新的硬件中获得全部性能。在基准测试中,DE发现,在Altair OptiStruct,ANSYS,Autodesk 差价合约 ,COM​​SOL 多物理场和Siemens Simcenter仿真软件包中运行某些仿真作业时,使用最新一代的硬件和软件可使速度提高4到9倍。

英伟达 的研究表明,NVIDIA Quadro GP100对ANSYS Mechanical 17.2的性能具有重大影响。图片由NVIDIA提供。

可伸缩性是确定哪种CPU和GPU环境适合您的工作站时的重要因素。向硬件和软件供应商咨询,以了解您的软件如何在内核和多个处理器之间扩展。通常存在性能稳定期,可以帮助您确定所需的处理器。展望未来时,请向仿真软件提供商咨询他们计划发布的功能路线图。配置工作站以利用您将拥有的软件,而不仅仅是您所使用的版本’re using today.

当然,不用多说,您的硬件应该经过计划使用的仿真软件的认证。认证可以解决许多硬件-软件不兼容问题,然后再让您看到它们。

2.购买更多RAM。

工作站配置中的常量之一是更多的RAM使一切平稳运行。模拟也不例外。高保真模拟需要大量RAM。没有足够的空间,求解器可能会开始访问硬盘驱动器(称为交换或分页),这将大大降低仿真速度,并可能使求解器崩溃。从理论上讲,模拟可以消耗多少RAM没有限制。这完全取决于要模拟的元素数量以及保真度。

Precision Workstation存储分类文件对不同类型的SSD以及Dell如何通过基准对其进行分类进行了深入描述。可以下载 这里 .

 

让您的典型工作量和仿真软件建议作为RAM的指南,但请记住,工作站是多任务的奇迹。在为一个任务配置工作站时,您需要考虑将在后台运行的所有其他任务。那’这就是为什么内存的经验法则是尽可能多地投资RAM。

 

内存瓶颈的发生不仅可能是因为您没有’没有足够的内存,还因为您拥有的内存不足 ’无法访问。为了增加可访问性,请选择具有更多内存插槽的工作站,并在尽可能多的插槽中安装RAM。在八个DIMM中的每一个中均具有8GB RAM的工作站比在四个DIMM中安装16GB的RAM更好。

最后,研究RAM和处理器之间的关系。某些类型的RAM,例如纠错码(ECC)RAM或RAM缓存技术,仅适用于特定版本的CPU。唐’不要投资处理器获得的更昂贵的RAM’t support.

3.存储超越了SSD。

固态驱动器(SSD)已经成为工作站中的标准硬盘驱动器。他们’速度比传统旋转硬盘快,并且其成本已大大降低,从而使其与传统驱动器保持一致。能力也有所增加。

但是,仿真文件的大小会随着其复杂性和保真度而增加。在进行仿真时,通常会保存多个仿真输出以进行研究和比较。因此,如果您’在处理大型模拟文件时,您的存储需求将与偶尔的模拟用户不同。给定网络存储策略以及签入/签出的频率,您的IT环境还将影响工作站的存储选择。

值得庆幸的是,工作站制造商了解灵活存储是关键。例如, 戴尔Precision 7920 工作站采用FlexBay设计,最多可容纳10个2.5英寸或3.5英寸SATA / SAS驱动器,或多达四个M.2或U.2 PCIe NVMe SSD。借助M.2和U.2 PCIe NVMe SSD上的热插拔功能,您可以在不关闭工作站的情况下卸下驱动器。

忽略功能疲劳

借助所有可用的仿真软件和工作站选件,它’很容易进入“if it ain’t broke, don’t fix it”心态。那条路导致死胡同。这意味着你’在您使用最新改进的同时被其他工程师重拍’重新忽略最新的软件更新,因为您’担心您的旧硬件会吓坏它。

最新的硬件和软件可以让有价值的员工在更少的时间内完成更多的工作,从而提高了工程效率。当用于探索新想法或模拟产生令人惊讶结果的额外变量时,额外的时间可以带来好处。模拟是当今的一项关键技术’快速的产品设计和开发环境,请确保您的工作站能够完成任务。

有关深入的建议,请下载电子指南:“选择合适的工作站进行仿真。

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