使用GPU加速Abaqus有限元分析––现在AMD FirePro™显卡和OpenCL™技术为您助力

2016-10-27  by:CAE仿真在线  来源:互联网

行业:

CAD和工程

应用程序:

SIMULIA Abaqus,Dassault Systèmes的实际仿真品牌

挑战:

• 工程问题越来越复杂

• 压缩产品开发时间,降低成本

• 更快地将创新的高质量产品推向市场

解决方案:

• 在Windows或Linux上使用OpenCL™和AMD FirePro™显卡进行GPU加速的Abaqus

• 在整个产品生命周期内提交大幅增强的性能,推动产品决策和缩短上市时间(见第2页图表)

• 提供多GPU支持,将工作站打造成“个人超 级计算机”

价值主张:

• AMD FirePro™显卡为CATIA和SIMULIA用户在同一台工作站上进行设计和仿真提供强大、全面优化和认证的解决方案

• Dassault Systèmes针对Dassault Systèmes SIMULIA解决方案进行了优化和认证

• 高达2.62TFLOPS的峰值双精度浮点性能

• 高达16GB的专用GPU显存,为极大模型的仿真过程加速

AMD FirePro™显卡的优势:

• 三年保修,另提供延保服务:与消费级显卡相比,AMD FirePro™显卡拥有更长的生命周期

• 高级别的客户支持:客户能够直接联系AMD技术团队

• 高能效:AMD FirePro显卡采用高效的GPU设计,拥有AMD PowerTune和AMD ZeroCore² 等节能技术

• AMD 宽域技术:一张显卡可驱动 3台、4台甚至6台显示器,每台输出最高4k的分辨率(在使用DisplayPort 1.2的情况下,分辨率为 4096 x 2180像素)¹

Dassault Systèmes在计算和图形产品方面与AMD有着长久的合作关系。这为该团队开发GPU加速仿真技术奠定了坚实的基础,他们共同对 Abaqus中的关键代码段进行了优化。这项工作非常具体,其中重点在于更好地了解AMD FirePro™图形硬件,然后针对它进行优化。

Dassault Systèmes利用通过GPU对仿真加速的机会

Abaqus的开发人员发现利用GPU计算解算静态事件和低速动态事件,可以对FEA(有限元 分析)的整套仿真解决方案进行提速的潜力。当用于CAD的台式工作站使用专业显卡时,这些GPU加速优化将使CAD仿真分析工作流中所用的典型工程台式工作站充满动力。

GPU加速能力的受益对象

在Abaqus/Standard中,GPU加速仿真的当前优化为大型实体模型仿真带来了巨大的好处。此类问题需要解算大型线性方程组。由此进行的仿真将问题浓缩为大量可以并行执行的计算。GPU针对通用计算的关键能力正好满足这一条件。

针对异构计算环境的优化挑战

在过去,仿真开发人员将精力主要集中在计算环境上,在具有相对同构的x86计算平台的硬件平台上,这是一种标准做法。在现代CAD工作站上运行仿真时,仿真应用程序几乎忽略了GPU这个强大的计算资源。

对于Dassault Systèmes团队来说,他们的3DEXPERIENCE平台能够在客户需要时为客户提供更多的生产力工具。Abaqus开发人员希望他们开发的仿真功能对他们的客户更加普遍适用,对他们的工程工作更具价值。在仿真领域,更大的价值就在于更快地完成仿真解算。

“通过在我们当前的Abaqus发布版中集成OpenCL™编程接口,我们带来了更多的图形硬件选择(如AMD FirePro™显卡)和计算性能加速,提高我们客户更快地向市场推出创新高质量产品的能力。”

- Dassault Systèmes SIMULIA 首席架构师 Matt Dunbar

在GPU加速优化的初始阶段,Abaqus开发人员确定了运用GPU计算代码的主要领域。这减少了将解决方案移植到GPU的工作,降低了对应用代码的影响。GPU移植工作的减少使该团队能够抽出精力解决其他重要挑战。

平衡工作负载至关重要。在从基于GPU的同构计算环境中植移计算密集型应用程序,以在现代三维工作站上常见的GPU + CPU异构计算环境下利用GPU能力时,开发人员面临的挑战是平衡系统中的工作负载,使所有计算资源变得高效。

通过利用OpenCL™释放AMD FirePro™图形GPU的计算性能,以及集中精力优化应用程序的选定计算密集区域,Abaqus团队把时间花在了处理系统中的关键事务上,例如对数据处理进行负载均衡。

GPU如何为仿真结果加速?

对于当前优化,双精度浮点计算性能至关重要。它能够满足尽快完成大型线性方程组解算,从而提交更高仿真性能的目标。

展望未来,今后在Dassault Systèmes仿真产品中使用GPU计算不仅需要Abaqus中的高性能并行计算能力,而且还需要高性能并行数据处理能力。为了成功地将GPU计算拓展到他们应用程序的这些新领域,Abaqus团队需要极高性能的显存带宽。

结论

对于Abaqus团队,使用AMD FirePro™图形GPU是为工程师的仿真工作站提供加速的工具。快速的仿真性能可以让工程师执行更多的仿真,探索更多的设计方案,从而可以获得更好的设计和更具竞争力的产品。

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

¹ 在兼容的显卡上,AMD宽域技术可支持多达六台DisplayPort™显示器。支持的显示器数量、类型和分辨率因型号和显卡设计而异;购买前,请向制造商确认规格。为了实现一个输出端口支持两台以上或更多显示器,可能需要额外的硬件,例如支持DisplayPort的显示器或者启用DisplayPort 1.2 MST 的集线器。最多支持两个主动式转接器。完整详情请参见www.amd.com/eyefinityfaq。

²某些AMD FirePro™显卡产品采用了AMD PowerTune和AMD ZeroCore Power技术,这些技术可响应于某些GPU负载状态,智能地对GPU功耗进行管理。并非所有产品都具备全部技术,有关具体的型号性能,请咨询组件或系统制造商。

© 2014 Advanced Micro Devices, Inc. 保留所有权利。AMD、AMD箭头徽标、FirePro及其组合是Advanced Micro Devices, Inc的商标。所有其它名称仅供参考,可能是其各自公司的商标。欲知详情,请参阅www.amd.com/firepro。所有图像均由Dassault Systèmes Simulia Corp. 友情提供。OpenCL和OpenCL标志是Apple Inc. 的商标,Khronos经许可使用。SG05/15

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