CAE-Anwendungen sind entscheidend für Konstruktion und Engineering. Und Simulationen benötigen Rechenressourcen. Optimierte Simulationen können auf Workstations, die über einen leistungsstarken Grafikprozessor sowie über eine leistungsstarke Zentraleinheit verfügen, Resultate schneller liefern.
Professionelle Anbieter von Grafikprozessoren arbeiten seit Jahrzehnten mit Softwareanbietern zusammen. Vorteilhafte Synergien entstehen, wenn Anwendungsentwickler die Möglichkeit haben, mit Grafikexperten zu kommunizieren. Diese Partnerschaften wurden in jüngster Vergangenheit über Grafiklösungen hinaus auch auf Simulation und andere Computing-Bereiche ausgedehnt.
OpenCL ist ein offener Industriestandard für das Programmieren von nicht-grafischen Berechnungen auf Grafikprozessoren. Unternehmen wie AMD unterstützen diesen Standard vollständig in ihrer professionellen FirePro Grafikserie. Nastran und Abaqus zählen zu den Simulationsanwendungen, die sich OpenCL und FirePro GPUs zunutze machen, um Simulationsberechnungen zu beschleunigen.
GPU-Computing kann die Simulationsleistung dramatisch verbessern, doch hängt dies von der zu lösenden Aufgabe ab. Es muss eine hochparallele und – derzeit – nicht rekursive Aufgabe sein. Das Auflösen umfangreicher Systeme nichtlinearer Gleichungen ist eine der typischen Aufgaben, die von der Beschleunigung des Grafikprozessors profitiert.
Für Anwendungsentwickler ist die schnelle Gleitkommaberechnung nicht ausreichend. In erster Linie sind gute Programmierwerkzeuge erforderlich, um die Entwicklung von Codes, die auf Grafikprozessoren laufen, zu unterstützen. Der OpenCL Industriestandard ermöglicht dies. Funktional ist ein schneller Grafikprozessor für die Berechnungen ebenfalls nicht ausreichend. Erstens sind für nahezu alle Simulationen doppelt genaue Gleitkommaberechnungen erforderlich. Eine Leistung mit einfacher Genauigkeit ist hier so gut wie bedeutungslos.
Zweitens sind für Simulationen große Grafikspeicher erforderlich. Diese ermöglichen eine verbesserte Optimierung, da größere Datenmengen lokal auf der Grafikkarte berechnet werden können, wodurch der Kommunikationsaufwand zwischen Grafikprozessor und System verringert wird.
Drittens, in Verbindung mit dem vorangehenden Punkt, ist die Leistung hinsichtlich der Speicherbandbreite zwischen dem System und dem Grafikprozessor ausschlaggebend.
Im Fall von Simulia Abaqus und Siemens NX Nastran bietet AMD FirePro W8100 und FirePro W9100 Workstations. Beide verfügen über schnelle Grafikprozessoren, unterstützen PCIe Gen 3 und bieten schnelle Leistung hinsichtlich der Speicherbandbreite. Der FirePro W9100 erreicht 2,62 TFLOPS an doppelt-genauer Rechenleistung, was von keinem anderen der heute auf dem Markt befindlichen Grafikprozessoren erreicht wird. Mit dem 16 GB GDDR5 Arbeitsspeicher ist die Speicherkapazität doppelt so groß wie die des FirePro W8100 und größer als die Kapazität irgend eines Grafikprozessors von NVIDIA.
Demgemäß werde drei wichtige Aspekte zur Optimierung des Engineering-Workflow zusammengefasst:
Zusammenfassend sehen wir bei CADplace immer mehr Anwendungen, bei denen die volle Leistung einer Workstation zum Vorteil genutzt wird. Die Technologie wird in Generationssprüngen weiterentwickelt, doch sie verändert sich auch, indem Partnerschaften neue Möglichkeiten auf den Markt bringen.
Nachstehend finden Sie zwei weitere Informationsquellen, in denen AMD seine Partnerschaft und Kooperation mit Simulationspartnern beschreibt.