Rescale、NASAのFUN3D CFDシミュレーションを高速化、NVIDIA GPUでコスト削減を実現し、次世代の米国航空宇宙イノベーションに貢献
FUN3D で米国の航空宇宙イノベーションを先駆ける
楽しい3D NASA が開発した高度な数値流体力学 (CFD) ツールのスイートであり、さまざまな車両、発射体、コンポーネントの設計のエンジニアリングやテストで流体の流れをモデル化するために使用されます。 の NASA技術移転プログラムは、探査と発見のために開発されたイノベーションがアメリカ国民に広く利用可能となり、アメリカの航空宇宙イノベーションに最大限の利益をもたらすことを使命として、FUN3D およびその他のアプリケーションを一般に公開しています。 FUN3D は、米国の認可された商用ユーザー、国民および合法的永住者を含む米国の認可された個人ユーザー、資格のある組織、およびその他の政府機関が利用できます。 Rescaleは、クラウド向けに構築されたハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) プラットフォームであり、認可されたユーザーが FUN3D を安全に実行できるプロセスに関して NASA と協力できることを誇りに思っています。 RescaleのITAR準拠プラットフォーム、これも最近受賞しました FedRAMP 認証.
「米国の民間航空宇宙投資はここ数十年で最大の増加を記録した」とリスケールの最高執行責任者マット・マッキー氏は述べた。 「NASA がソフトウェア ツールへのアクセスを通じて、商業航空宇宙イノベーションにおける米国のリーダーシップを促進することに強く取り組んでいることに、私たちは非常に興奮しています。 NASA がクラウドに依存するユーザー向けの承認パスを作成したため、当社の顧客は FUN3D を使用してさらに迅速に設計できるようになりました。」
関連する航空宇宙への民間投資の増加 スペース4.0 そして都市モビリティに対する商業および政府の新たな投資により、航空宇宙の研究開発の需要が加速しています。 急速に成長している官民セクターの科学者、研究者、エンジニアのコミュニティは、FUN3D などの最先端の計算工学ツールを利用して、新しいデジタル プロトタイプを設計およびシミュレーションしています。 パワー ユーザー向けに、FUN3D は、他の CFD ソルバーでは隠されていることが多い多くのパラメーターを柔軟に制御できるため、高精度が非常に求められる非常に複雑で大規模な CFD シミュレーション問題を解決するのに特に適したアプリケーションになります。重要。 たとえば、このソフトウェアは、打ち上げロケット、回転翼航空機、宇宙輸送機などのシミュレーション、風洞の設計や飛行実験、高揚力の探査、巡航性能、軍事技術、大規模なコンピューター サイエンスの研究などに広く使用されています。アルゴリズムの研究。
NVIDIA GPU テクノロジー プラットフォームで FUN3D のコストパフォーマンスを最大化
FUN3D は、強力な CFD シミュレーション スイートです。 他のソフトウェア アプリケーションと同様に、アプリケーションの目的を満たすために必要な設計上のトレードオフが存在します。 FUN3D の場合、それはメモリに依存するアプリケーションです。つまり、そのパフォーマンスは主に、データをメイン メモリから処理ユニットに移動できる制限された速度によって制限されます。 CPU のみの処理では、この制限を補う XNUMX つの方法は、大規模なシミュレーションのアプリケーションを実行するために使用されるハードウェア クラスターのサイズを増やすことです。 たとえば、多くのノードにわたる数千もの大きな CPU コア数は、シミュレーションの実行時間を商業的に実行可能な時間枠に短縮するためによく使用されます。
FUN3D チームは、FUN3D の計算パフォーマンスの革新を続けています。 約 10 年前、チームは NVIDIA GPU を使用して計算速度を効率的に向上させる調査を開始しました。 NVIDIA との協力により、チームが 2017 年に大きな進歩を遂げました。 NVIDIA CUDA 当時新たに導入された NVIDIA Tesla V100 GPU を活用するプログラミング モデル。 それ以来、NVIDIA がより新しく高度な GPU アーキテクチャを導入するにつれて、チームは FUN3D の GPU 機能を進化させ続けてきました。
Rescale の HPC エンジニアリング チームには、ターンキー クラウド デプロイメントで Rescale プラットフォームを利用する NASA 認定ユーザー向けに、クラウドでの FUN3D の CPU と GPU のパフォーマンスを最適化するための長年の総合経験を持つ技術専門家が含まれています。 最近、Rescale は、HPC アプリケーション向けのクラウドにおける GPU の価値を示す NVIDIA との取り組みの一環として、NVIDIA GPU アクセラレーションのクラウド インフラストラクチャ上で FUN3D のベンチマークを実行しました。 FUN3D ベンチマークでは、アマゾン ウェブ サービス (AWS) や Microsoft Azure の NASA 承認クラウド サービス プロバイダー (CSP) データセンターで提供される一般的な CPU のみのインフラストラクチャ オプションと比較して、GPU アクセラレーション インフラストラクチャ上の FUN3D のコスト パフォーマンスがどのように評価されるかを評価しました。
「GPU アクセラレーションによる CAE アプリケーションは急速に成長しており、設計革新のスピードに大きな影響を与えています」と NVIDIA の HPC/スーパーコンピューティング担当セールスおよびビジネス開発担当グローバル VP の John Josephakis 氏は述べています。 「私たちは Rescale と緊密に連携しています。その理由は、クラウドでの FUN3D などの CFD シミュレーション ソフトウェアのターンキー展開に関する社内の深い専門知識と、顧客がクラウドで最新の NVIDIA GPU ハードウェア オプションを適用するための簡単な手順に重点を置いているからです。」
Rescale の顧客は現在、NVIDIA GPU を使用した FUN3D の可能性に気づき始めています。 例えば、 XTI Aircraftは、ヘリコプターの 2 倍の速度と 3 倍の航続距離で飛行し、CO75 排出量が 2% 削減され、運用コストが 60% 削減されるように設計されている、ポイントツーポイント移動用の小型民間航空機の開発者であり、GPU の使用率を高めています。 TriFan 3 VTOL 航空機の開発における FUN600D シミュレーション用。
「私たちは短距離のポイントツーポイントの航空旅行を根本的に変えようとしています。航空機設計の反復時間を最小限に抑えるソフトウェアとハードウェアが必要です」と、ツールおよびプロセスの構成マネージャー、PE の Scott Wertel 氏は述べています。 XTI航空機。 「Rescale を使用することで、広範な IT サポート部門を必要とせずに、数回クリックするだけで幅広いクラウド ハードウェア オプションにわたって FUN3D を簡単に試すことができ、CFD のニーズに最適な価値を得ることができました。 GPU はその価値を高め、TriFan 600 の急速な開発を継続します。」
FUN3D ベンチマーク
Rescale は、よく知られているツールを使用してベンチマーク分析を実行しました。 NASA 共通研究モデル (CRM) 最初に導入されたのは 4 年第 2009 回 AIAA 抗力予測ワークショップ。 モデルには、10 万個の点、14 万個の四面体、89 万 15 個のピラミッド、および 250 万個のプリズム セルが含まれています。 Rescale はモデルを XNUMX タイム ステップで実行しました。
FUN3D ソフトウェア
FUN3D バージョン 13.7 すべての反復でベンチマーク分析に使用されました。
クラウドハードウェア
コアタイプを再スケールする Rescale が HPC および AI ワークロード向けに特別に最適化した、パートナー CSP インスタンス ファミリーの特別な構成です。 Rescale は、NASA 承認の CSP データセンター内で利用可能な最新の GPU に基づく 3 つの GPU アクセラレーション コアタイプと、Rescale の CFD シミュレーションで人気のある XNUMX つの CPU 専用コアタイプで FUNXNUMXD のベンチマークを実行しました。
ベンチマーク結果
私たちは、Rescale の CFD で最も人気のある 3 つの CPU 専用コアタイプである Catseye と Jasper と比較して、Aquamarine v3 GPU 対応コアタイプで FUN3D を実行した結果に非常に興奮しています。 多くの場合、Rescale の顧客は、シミュレーション用のハードウェアを選択する際に、コストとパフォーマンスの間でトレードオフを行う必要があります。 FUN3D ベンチマーク分析の場合、選択した GPU ベースのコアタイプで実行されたシミュレーションは、比較対象の CPU のみのコアタイプよりも高速かつ安価でした。 具体的には、Aquamarine v1 (XNUMX ノード) でのシミュレーションが実行されました。 2x高速化 Catseye (10 ノード) や Jasper (6 ノード) よりも優れています。 Aquamarine v3 (1 ノード) での合計シミュレーション コストは、 80％減少 Catseye (10 ノード) と比較すると、 70％減少 Jasper (6 ノード) との比較。
「Rescale がクラウドベースの NVIDIA GPU インフラストラクチャ上で FUN3D の潜在的なパフォーマンスを検証できることを嬉しく思います」と NASA ラングレー研究センターの上級研究員であるエリック ニールセンは述べています。 「FUN3D などの NASA アプリケーションやクラウド上の特殊なコンピューティング ハードウェアへの許可されたユーザー アクセスが増加することで、さまざまなアプリケーションに対する米国の航空宇宙イノベーションの可能性がさらに高まることを期待しています。」
Rescale のベンチマーク分析によるシミュレーション時間とコストの詳細を以下に示します。
FUN3D ユーザーへの Rescale の推奨事項
ベンチマーク分析で実証されたパフォーマンスとコストの両方の利点に基づいて、サポートされているすべての FUN3D シミュレーションに対してクラウドベースの NVIDIA GPU ベースのインフラストラクチャを検討することを強くお勧めします。 Rescale はまた、FUN3D の GPU インフラストラクチャのコストパフォーマンスの進化を、次のような新しい NVIDIA GPU として継続的に評価していきます。 Nvidia A100 や エヌビディア H100 NASA が承認した CSP データセンターを通じて Rescale で利用できるようになり、NASA が FUN3D スイート内の新しい分析機能の GPU サポートを拡張することになります。
Rescale の最も優れた点は、現在入手可能な最も最適化されコストパフォーマンスの高い NASA 認定パブリック クラウド ハードウェア上で、NASA 認定ユーザー向けに Rescale のインテリジェント コントロール プレーンを介して FUN3D を即座に展開できることです。 NASA によって FUN3D の使用を認可されたエンジニアは、クラウド内の便利な従量制の NVIDIA GPU ベースのハードウェアに最適化された、Rescale の無料で使用できる FUN3D ソフトウェアのターンキー スタックを活用することで、前例のないコスト効率で驚異的なイノベーションを推進する力を持っています。 。 FUN3D に加えて、Rescale は次のカタログを提供しています。 1000 を超える HPC および AI アプリケーション これは、同じターンキーの即時導入の利便性を備えたクラウドで起動できます。
Rescale のハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) プラットフォームで NASA の FUN3D を始める方法
(1) 再スケール承認を含む NASA FUN3D ソフトウェア使用契約をリクエストする
FUN3D は、米国国民または米国人 (22 CFR §120.15 で定義) のみに制限されるソフトウェアです。 したがって、最初のステップは、 NASA ソフトウェア カタログにアクセスしてください FUN3D ソフトウェア使用契約を要求します。 そのリクエストでは、Rescale で FUN3D を実行したいことも明記してください。 ソフトウェアリリース機関は、Rescale で FUN3D を使用するための適切な承認条件がソフトウェア使用契約に含まれていることを確認します。 Rescale の NASA との取り組みの詳細については、次のリンクを参照してください。 FUN3D ウェブサイト.
(2) Rescale に問い合わせてオンボーディングし、FUN3D の使用を開始してください
NASA のソフトウェア使用契約を締結し、NASA から FUN3D ソフトウェアのコピーを入手したら、Rescale にお問い合わせください。当社の専門家が、IT の専門知識を必要とせずに、NVIDIA GPU で FUN3D の実行を開始するための迅速かつ簡単なオンボーディング プロセスを案内します。 。 お問い合わせ ここから または電子メール パートナー@rescale.com Rescale が提供する最大 5 日間の NVIDIA GPU アクセスを無料で使い始めることができます。 それはとても簡単です！
