Rescale과 클라우드를 통해 SPDM 전략을 현대화하세요

시뮬레이션 환경은 조각난 소프트웨어 및 하드웨어, 대규모 시뮬레이션 데이터 세트, 복잡한 실행 프로세스 등 고유한 과제에 직면해 있습니다. 데이터는 10년 이상 된 기술을 사용하여 격리 및 관리됩니다. 예를 들어, 시뮬레이션 데이터는 엔지니어링 데스크톱에서 관리되거나 기껏해야 명명 규칙에 크게 의존하는 공유 NAS를 통해 관리됩니다. 파일은 이메일이나 FTP를 통해 원격 사용자와 공유됩니다. 이는 시뮬레이션 전문가의 생산성과 추적성을 유지하는 능력에 해를 끼칩니다. 그러나 최근 클라우드 기술의 발전으로 SPDM(시뮬레이션 프로세스 및 데이터 관리)을 현대화하는 것이 가능해졌습니다.
개요
SPDM(Simulation Process & Data Management)은 시뮬레이션 방법 구축, 추적성 제공, 자동화를 통한 생산성 향상을 목표로 2000년부터 존재해온 기술 트렌드입니다. NAFEMS에 따르면 "SPDM을 통해 달성한 성공에도 불구하고 시뮬레이션 엔지니어가 시뮬레이션 데이터를 관리하기 위한 정보 시스템을 채택하는 비율은 여전히 ​​1%~2%로 매우 낮습니다." 세 가지 주요 레거시 억제제는 다음과 같습니다. a) 개방성 부족: 상용 솔루션은 독점적이며 표준이 부족합니다. b) 기존 시스템 중단: 구현에는 사용자 경험, IT 환경 및 시뮬레이션 프로세스에 대한 주요 중단이 필요합니다. c) 배포 시간.
용액
최근 클라우드 기술의 발전으로 인해 IT 리더는 이제 공급업체 종속을 방지하고 미션 크리티컬 애플리케이션의 중단을 최소화하면서 SPDM 스택을 신속하게 구축할 수 있습니다. 동종 최고의 클라우드 SPDM 아키텍처는 수동 통합을 제거하고 클라우드 기반 데이터 저장소 또는 데이터 레이크, 최신 워크플로 관리 도구, 광범위한 상용 애플리케이션 및 라이선스 관리 지원, 이러한 도구를 자동화하는 완전 관리형 스택을 통합합니다. 통합하다. 이 스택은 다음과 같을 수 있습니다.

그림 1: 클라우드 SPDM 솔루션 스택의 예

 
Rescale은 동급 최고의 스택을 통합하는 데 도움이 되는 필수 구성 요소를 제공하며 시뮬레이션 프로세스 실행과 관련된 모든 SPDM 문제를 해결하는 데 중점을 둡니다. ScaleX 플랫폼은 어렵고 복잡하며 불편한 HPC 경험을 유지 관리가 쉽고 통합이 간단하며 사용이 직관적인 환경으로 전환합니다. 이는 애플리케이션 및 실행 환경 전반에서 데이터 이동, 프로세스 조정 및 대시보드를 자동화하는 추상화 계층을 제공합니다. 엔지니어가 HPC 리소스를 활용할 수 있도록 진입 장벽을 낮추고 사용자의 노력 없이 귀중한 시뮬레이션 정보를 모두 캡처합니다.  
이 기사에서는 클라우드 SPDM 현대화를 가능하게 하는 다음 기술 지원 요소를 살펴보겠습니다.  

• 풀스택 시뮬레이션 워크플로 공식화
• 자동 HPC 데이터 캡처
• 전역적으로 최적화된 아키텍처
• 체계적인 거버넌스

1. 풀스택 시뮬레이션 워크플로우 공식화

엔지니어링 팀이 다양한 공급업체의 여러 애플리케이션과 유틸리티를 사용하므로 ScaleX 플랫폼을 사용하면 이러한 서로 다른 도구가 Rescale 클라우드 네트워크 내에서 서로 상호 작용할 수 있습니다(그림 2 참조). 사용자는 전체 작업 흐름의 모든 단계에서 가능한 최고의 하드웨어에 액세스합니다. 

그림 2: Rescale 기반 시뮬레이션 워크플로우

 
프로세스 흐름은 다음 프레임워크를 통해 ScaleX 포털 내에서 작성될 수 있습니다. 

• 기본 워크플로우: 하나의 클러스터에서 실행되는 하나 이상의 애플리케이션으로 메소드 캡처
• DOE 워크플로우: 그리드 클러스터에서 실행되는 다양한 입력 매개변수를 사용하는 일련의 독립적인 작업으로 메소드를 캡처합니다.
• 최적화 워크플로: 그리드 클러스터에서 실행되는 일련의 작업을 처리하기 위한 지침과 함께 클러스터 노드에서 실행되는 논리적 대기열을 사용하여 메서드를 캡처합니다. 
• 엔드 투 엔드 데스크탑: 애플리케이션 GUI가 시각화 노드에서 실행되는 임시 분석에서 발행된 데이터를 캡처하고 클러스터에서 작업을 제출 및 모니터링합니다.
• Rescale Rest API: 스크립팅을 통해 추가 도구, 연결 및 논리 구현을 활성화합니다. 

 
보다 복잡한 시뮬레이션 작업 흐름을 위해 Rescale은 PIDO(Process Integration and Design Optimization) 애플리케이션의 제출 프레임워크와 통합할 수 있습니다. 그림 3은 Rescale과 Siemens Heeds 간의 통합을 예로 보여줍니다. 

그림 3: Heeds 제출 프레임워크와 Rescale 통합

 
전체 워크플로를 고성능 스토리지에서 실행할 수도 있으므로 데이터가 여러 작업에서 공유되므로 계산 중에 데이터 이동이 필요하지 않습니다. Rescale 소프트웨어 정의 하드웨어 접근 방식을 사용하면 전체 시뮬레이션 워크플로의 하드웨어와 소프트웨어를 모두 포함하여 전체 스택을 최적화할 수 있습니다(그림 4 참조).

그림 4: Rescale 소프트웨어 정의 하드웨어 접근 방식의 참조 아키텍처

 
이 접근 방식은 HPC 워크로드를 기본 컴퓨팅 및 스토리지 요구 사항에 맞게 조정하여 복잡한 워크플로 정의 수준을 높이는 동시에 수동 스크립팅 및 종속성에 소요되는 시간을 크게 줄입니다. 예를 들어, 클라우드 서비스 제공업체가 시뮬레이션 프로세스 속도를 크게 높이는 새로운 아키텍처를 출시하는 경우 새 코어 유형을 간단히 교체할 수 있습니다. 엔지니어는 결과 데이터에 대해 인공 지능 모델을 교육하기 위해 새로운 단계를 쉽게 추가할 수도 있습니다. GPU를 사용한 시뮬레이션 프로세스에서. 그런 다음 이 추론 모델을 설계자에게 배포하여 설계를 빠르게 반복하거나 ScaleX 내의 최적화 루프에서 사용할 수 있습니다.
그림 5에 요약된 것처럼 ScaleX 풀 스택 접근 방식을 통해 조직은 시뮬레이션 워크플로를 임시에서 완전 자동화로 성숙시키는 동시에 적절한 양의 컴퓨팅이 제공되도록 보장할 수 있습니다. 민첩한 혁신을 통해 기업은 비즈니스에 시뮬레이션 가치를 부여하고 혁신을 통해 프로세스를 빠르게 촉진합니다.
 

그림 5: ScaleX 플랫폼은 속도 민첩성과 거버넌스를 제공하여 시뮬레이션 워크플로우를 발전시킵니다.

2. 엔드투엔드 시뮬레이션 추적성을 위한 자동 HPC 데이터 캡처

HPC 시뮬레이션으로 생성된 데이터 관리의 복잡성은 계속 증가하고 있습니다. 클라우드는 이러한 데이터를 효율적으로 관리하고 다양한 이해관계자에게 주요 문제를 보다 신속하게 알리는 새로운 접근 방식을 제공합니다. 
클라우드 제어

ScaleX에 워크플로우가 정의되어 있으므로 데이터는 자동으로 캡처되어 영구 저장 위치에 암호화되며 특별히 다른 사람과 공유하지 않는 한 사용자만 볼 수 있습니다. 실행 시 데이터는 자동으로 클러스터 블록 스토리지로 이동되며, 워크플로우가 완료되면 결과 데이터는 영구 스토리지로 이동됩니다. 또한 Rescale은 실수로 인한 삭제 및 사이트 오류를 ​​해결하는 데 도움이 되도록 운영 연속성을 자동화합니다. 
엔지니어들은 현재 업무 시간의 평균 15%를 데이터 검색에 소비합니다. ScaleX 플랫폼에서는 이전에 정의된 작업과 과거 데이터를 검색하고(그림 6 참조) 공유할 수 있습니다. 예를 들어, 사용자는 유사한 속성을 가진 과거 작업을 신속하게 검색하여 분석 재작업을 제거할 수 있습니다. 또한 부족 지식을 수집하고 이를 기업 전체에서 쉽게 공유하는 방법도 가능합니다.
 

그림 6: 데이터는 ScaleX에서 기본적으로 참조되고 검색 가능합니다.

 
모든 정보는 쉽게 검색 가능한 클라우드 데이터 저장소에 저장되므로 ScaleX 사용자 포털에서 작업 대시보드 및 작업 개체를 통해 사용자 또는 프로젝트 팀이 정보를 더 쉽게 추적할 수 있습니다(그림 7). 작업 ID와 같은 크기 조정 작업 매개변수는 SLM(시뮬레이션 수명주기 관리) 또는 PLM 솔루션 내의 API를 통해 노출되어 다른 시뮬레이션(예: 재료 또는 메시 부품 데이터베이스) 및 설계 속성(예: 지오메트리 버전 또는 제품 요구 사항)과의 연속성을 유지할 수도 있습니다.
 

그림 7: 작업 대시보드 및 작업 흐름은 완전한 추적성을 제공합니다.

 
또한 전체 스택 접근 방식은 애플리케이션 흐름에 대한 HPC 정보를 캡처하므로 이 데이터는 항상 전체 컨텍스트에서 관리됩니다. 
Rescale 플랫폼은 HPC 사용으로 인한 데이터 자산을 구조화하고 프로파일링하며 최대한 활용하며 이를 사용자에게 완전히 투명하게 수행합니다.

3. 협업 증대를 위해 전 세계적으로 최적화된 아키텍처

오늘날의 조직에는 전 세계에 엔지니어링 센터와 고객이 분산되어 있습니다. 공급망의 복잡성이 증가하고 있습니다. 최신 SPDM 전략의 핵심 구성 요소는 다양한 위치에서 팀워크를 촉진하는 것입니다. 이는 HPC 환경이 각 사용자에게 컴퓨팅 리소스를 가까이 가져와야 하며 전 세계적으로 시뮬레이션 데이터 단편화 및 데이터 중력 문제를 극복해야 함을 의미합니다. 
Rescale의 환경을 통해 사용자는 버튼 하나만 누르면 동료나 외부 협력자와 모델을 공유할 수 있으며 관리자에게는 IP 유출이 없음을 보장할 수 있습니다. 전 세계 데이터 센터(그림 8 참조)와 강력한 모니터링 및 시각화 기능을 갖춘 이 플랫폼은 데이터 이동을 최소화하고 추적성을 유지하면서 데이터를 전 세계적으로 액세스할 수 있도록(지리적 분포) 구축되었습니다.

그림 8: 글로벌 Rescale 존재

 
ScaleX Desktop은 모든 사전 및 사후 처리 도구에 동시에 액세스할 수 있는 강력한 시각적 경험을 제공함으로써 클라우드와 데스크톱 컴퓨터 간에 데이터를 전송할 필요성을 최소화합니다. 이는 ScaleX 플랫폼과 원활하게 통합되고 기업 네트워크와의 진정한 상호 운용성을 제공하는 브라우저 내 원격 시각화 기능입니다. GPU 가속 및 높은 메모리 노드로 구성하여 사용자의 화면 경험을 향상시킬 수 있습니다. 또한 ScaleX 사용자는 전 세계에 배치 작업을 제출하고 출력 데이터를 공동 작업자와 가장 가까운 데이터 센터로 자동 전송하여 시각화 대기 시간을 줄일 수도 있습니다(그림 9 참조). 웹을 통해 모델과 결과에 빠르게 액세스할 수 있어 설계 검토 회의와 엔지니어링 토론이 훨씬 더 대화형으로 이루어집니다.
 

그림 9: 대기 시간이 짧은 원격 시각화를 위한 글로벌 아키텍처

ScaleX에 최적화된 글로벌 아키텍처를 통해 기업은 이제 HPC 방법을 정의하여 협력자와 상호 작용하고 새롭고 혁신적인 HPC 기반 서비스를 고객에게 제공할 수 있습니다. 모델 기반 시스템 엔지니어링이나 디지털 트윈 아키텍처를 중심으로 기업 비전을 실현하는 것이 효과적입니다.

4. 체계적인 거버넌스 및 보안

클라우드는 비즈니스와 HPC 사용자를 완전한 가시성과 제어 기능을 갖춘 통합 거버넌스 모델로 조정합니다. HPC 리소스가 더 이상 격리되지 않고 투명한 클라우드 제어와 통합되면 이를 광범위한 IT 정책 세트와 연계하여 지리적 플랫폼, 사업부, 프로젝트 팀 및 개인 전반에 걸쳐 표준화된 제어를 유지하고 체계적으로 모범 사례를 시행할 수 있습니다.
ScaleX 관리자 포털을 사용하면 데이터 거버넌스 정책 및 절차(그림 10 참조)가 조직의 다양한 수준에서 자동으로 정의되고 적용됩니다. 결과적으로 회사가 보유하는 데이터의 품질은 전 세계적으로 쉽게 유지 관리됩니다.

그림 10: 스토리지 정책을 정의하기 위해 관리 포털에서 사용할 수 있는 기능의 예

 
ScaleX에 온보딩하면 사용자는 다단계 인증 및 IP 제한 규칙을 통해 액세스가 제어되는 협업 작업 공간에 배치됩니다. 데이터와 프로젝트는 민감도 수준과 각 사업부의 거버넌스 지침에 따라 관리됩니다. ScaleX 사용자 및 작업 공간은 Microsoft Active Directory의 ID에 매핑될 수도 있습니다. ScaleX는 작업 공간을 사용하여 확장된 조직을 위한 연합 환경을 구축하고 시뮬레이션 데이터 IP를 보호하면서 협업을 관리합니다.  
또한 IT는 관리 포털을 통해 그림 11에 표시된 것처럼 클라우드 리소스 및 애플리케이션에 대한 기업 전반의 가시성을 정의합니다. 이제 관리자는 사용자가 실행하는 전체 스택 워크플로를 표준화할 수 있습니다. IT는 버튼 클릭만으로 사용자, 프로젝트 팀 또는 필요에 따라 클라우드 또는 특정 소프트웨어 버전에 대한 전체 작업 공간 액세스 권한을 부여할 수 있습니다. 또한 IT는 프로젝트 팀이 특정 시간에 액세스할 수 있는 동시 코어 수를 제한하고 예산을 할당하여 지출을 더욱 효과적으로 제어할 수 있습니다(그림 12). 예산은 모든 유형의 비용(예: 하드웨어, 소프트웨어, 데이터 전송, 스토리지, 라이센스 프록시)을 모니터링하고 원하는 한도를 초과하지 않도록 하는 방식으로 이루어집니다.

그림 11: 소프트웨어 및 하드웨어 필터는 기업 전체에 걸쳐 전체 스택 시뮬레이션 방법의 배포를 관리합니다.

그림 12: 컴퓨팅 지출은 예산 기능과 코어 액세스 제한기 수를 통해 제어됩니다.

 
HPC 워크로드의 데이터에 실시간으로 액세스함으로써 IT 관리자와 엔지니어링 리더는 더 많은 정보를 바탕으로 결정을 내리고 지속적으로 효율성을 높이는 조치를 취할 수 있습니다. 사용량 대시보드(그림 13)는 하드웨어 및 스토리지 사용량을 보여줍니다. 예를 들어, HPC 관리자는 새로 사용 가능한 코어 유형의 이점을 누릴 수 있는 사용자 또는 시뮬레이션 워크플로를 신속하게 식별하거나 모든 스토리지 추세에 앞서 나갈 수 있습니다. 

그림 13: HPC 사용량 대시보드

 
결론적으로, 우리는 개방형 기술 스택, 데이터 자동화 및 거버넌스를 전제로 SPDM 솔루션을 구축하는 것의 중요성을 확인했습니다. 그러나 선두가 되어 SPDM 솔루션을 성공적으로 배포하려면 기업은 무엇보다도 시뮬레이션 방법에 투자하고 이것이 비즈니스 운영의 전체 부분이 되도록 해야 합니다.