クラウドHPCシミュレーションがBoom社の超音速旅客機の離陸を実現
背景と課題
Boom Supersonic は、旅客航空旅行を再定義する航空宇宙スタートアップです。 彼らは、ビジネス旅行者をサンフランシスコから東京まで 5.5 時間半で連れて行き、ビジネス旅行に革命を起こし、長く停滞していた業界を活性化する超音速旅客機を設計しています。 設立からわずか数年ですが、すでに多額の資金に支えられており、世界中の航空会社から 75 以上の事前注文を獲得しています。
ブームの技術革新は、工学的には驚異的であったものの、経済的には失望をもたらしたコンコルドの導入から 40 年以上経ってから生まれました。 それから何年も経ち、Boom は最先端のシミュレーションとクラウド テクノロジーを組み合わせて、Concorde が達成できなかったこと、つまり持続可能なビジネス モデルを達成しようとしています。 航空宇宙分野で技術的なブレークスルーを生み出すのは簡単ではありません。 従来、数十億ドルの研究開発、少数のエンジニアリングスタッフ、大規模な風洞試験、そして長年の開発が必要でした。 最近では、高度な流体流れおよび機械応力シミュレーション ツールにより、物理テストの要件とコストが削減されましたが、効果を発揮するには高価な専用のハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) リソースが必要です。
資金は限られているものの、大きな夢を持つ小規模なスタートアップ企業である Boom は、独自のオンプレミス HPC クラスターを構築するための初期費用が法外に高額だったため、パブリック クラウドに目を向けました。 同社は、パブリック クラウド上でオンデマンドでコンピューティング クラスターをスピンアップするための独自のソフトウェア インフラストラクチャとミドルウェアを開発することを一時検討しましたが、それに必要な IT リソースとソフトウェア開発リソースも法外なコストでした。
Boom は、独自のソフトウェアとハードウェア インフラストラクチャをセットアップする時間と費用をかけずに、即時のバースト機能と従量課金制のコンピューティング クラスターを必要としていたため、すべてのシミュレーションを Rescale のエンタープライズ上で実行しました。 大きな計算 初日からプラットフォームを使用してきました。 Rescale は、Boom に事実上無制限のコンピューティング能力を提供すると同時に、社内の IT 機能への投資を回避することを可能にします。どちらも、資金が限られている初期段階のスタートアップにとって、非常に価値のあるものです。 本質的に、Rescale は Boom とそのテクノロジーを軌道に乗せることを可能にします。
現在の Rescale ソリューション
Boom は、主に飛行機全体の空力解析に Rescale の ScaleX® プラットフォームを使用しています。 たとえば、流入空気をジェット エンジンに最適な温度、圧力、速度まで減速するように設計された超音速吸気口のシミュレーションを実行します。 彼らは、NASA が開発した 3 つの CFD ソフトウェア アプリケーション、Aerion Technologies によってライセンス供与された Cart3D と Fun250D を使用しています。 これらのコードは、ScaleX クラウド プラットフォーム上でネイティブに統合され最適化された XNUMX 以上のソフトウェア アプリケーションのうちの XNUMX つにすぎません。
Rescale は、パブリック クラウド内の高度なエンジニアリング ソフトウェアと HPC ハードウェア間のターンキー インターフェイスを提供し、Boom が IT 管理タスクに気を散らすことなく、中核となるエンジニアリング能力に集中できるようにします。
Boom が社内 IT を廃止できることに加えて、Rescale は ScaleX Enterprise 管理ポータルを使用して IT 管理をさらに大幅に簡素化します。これにより、Boom はプロジェクトとチームの予算でコストを管理し、ハードウェアとソフトウェアのカスタム権限でチームを管理し、多要素認証やシングル サインオンなどの機能によるセキュリティ。 国際武器流通規則 (ITAR) によって航空宇宙および防衛技術に要求される追加のセキュリティ層に準拠するために、Boom はすべてのシミュレーションを Rescale の指定された ITAR 準拠プラットフォームで実行します。
Rescale の ScaleX プラットフォームを使用して、Boom は飛行エンベロープ、特に渦揚力を伴う飛行状態の Navier-Stokes 非構造化 CFD シミュレーションを実行します。 翼上の渦をシミュレートするには、多くの場合 200 億個を超えるセルを使用する高密度メッシュが必要であり、したがって HPC が必要です。
「Rescale のクラウド プラットフォームは、エンジニアリングにとって大きな変革をもたらします。 これにより、Boom には大規模なオンプレミス HPC センターの構築に匹敵するコンピューティング リソースが提供されます。 Rescale により、設備投資とリソースのオーバーヘッドを最小限に抑えて迅速に行動できるようになりました。」 Joshua Krall 氏、Boom Supersonic の共同創設者兼 CTO
Boom は、ScaleX プラットフォームを介してクラウド内のカスタマイズされたクラスター上でこれらのジョブを起動し、これらの高度に計算集約的なジョブを、複雑さに応じて数分から数時間で完了できるようにします。 Boom は翼全体にわたるパラメトリック設計の調査を頻繁に行い、設計目標を達成するためにさまざまな形状の代替案をテストできるようにしています。
このようなコンピューティング集約型のシミュレーションでは、現実的には HPC クラスターの実行が必要ですが、Boom は Rescale の大規模コンピューティング プラットフォームを通じてクラウド上でこれらのジョブを起動できます。 クラウド ハードウェア構成はスケーラブルで従量課金制であるため、Boom は予算とプロジェクト時間の制約に従ってシミュレーションをスケールアウトし、実行時間を短縮できます。 Boom は定期的に 512 コアでシミュレーションを実行していますが、Rescale のクラウド リソースのグローバル ネットワークにより、さらにスケールアウトできます。
メリット
Rescale により、Boom は革新的なエンジニアリング設計を通じて停滞している業界セグメントを活性化することができました。 リーンスタートアップ事業としてのこれまでの実績と進歩は、ボーイングやエアバスなどの業界大手と競争するには多額の先行資金が必要であるという従来の常識に疑問を投げかけるものである。
オンデマンドでシミュレーションを拡張し、従量課金制の料金設定で支出を制御できるため、次のことが可能になりました。
- シミュレーションのスループットを向上させ、市場投入までの時間を短縮します。Boom の各エンジニアは、100 個の設計構成を一度に評価して、一般的なワークステーションと比較して各ジョブの 6 倍以上の高速化を達成できます。 ジョブの並列化により、シミュレーションの所要時間が大幅に短縮されます。
- ビジネスを迅速に拡大する: 会社が急速に成長するにつれて、シミュレーション スループットを加速し続けながら、エンジニアのオンボーディング時間を最小限に抑えることが重要です。 会社のシミュレーション ワークフローの自動化と、Rescale ScaleX プラットフォームでのデータの一元管理は、新入社員の学習曲線を短縮するために重要です。
- IT オーバーヘッドの排除: Boom は、社内 IT 部門の開発と保守をバイパスしてデータを管理することができました。 代わりに、彼らは製品開発に 100% 集中することができます。