SGI und die ´ESI Group´ melden einen neuen Durchbruch für die Automobilindustrie. Fahrzeughersteller kämpfen heute weltweit mit dem Problem, dass das Arbeiten mit immer mehr und immer detaillierteren Simulationsmodellen zwar unerlässlich ist, der erhöhte Rechenaufwand die Produktentwicklung jedoch zu verzögern droht. Um Zeit- und Qualitätsvorgaben einhalten zu können, schauen sie sich nach Lösungen um, die sich genügend weit ausbauen lassen. SGI und die ESI Goup haben jetzt die Skalierbarkeit bei der Crash-Simulation auf einen neuen Extremwert getrieben. Der Testlauf eines 512-Prozessor-Systems SGI®Altix® unter der Anwendung ´PAM-Crash 2004´ zeigt, dass Automobilbauern die Möglichkeit offen steht, virtuelle Crashs mit 8x größeren Simulationsmodelle durchzuführen, als heute branchenweit üblich praktiziert. Das erschließt im Spannungsfeld zwischen steigender Modell- komplexität und dem Zwang zu ständig kürzeren Innovationszyklen deutliche Wettbewerbsvorteile.
Das typische Simulatonsmodell für ein komplettes Fahrzeug ist derzeit rund 1.1 Mio Elemente groß, die Crash-Simulation kann über Nacht gerechnet werden. Bei den jüngsten Testläufen konnten SGI und ESI Group erfolgreich ein Modell mit 9.1 Mio Elementen in den virtuellen Crash führen. Als Rechnerplattform für ´PAM-Crash 2004´ arbeitete ein HighPerformance- Computing-(HPC)-Server ´SGI® Altix® 3700 Bx2´ unter einer 64-Bit-Linux®-Betriebsumgebung. Ausgestattet mit 512 Intel®-Itanium®2- Prozessoren und 512 GB Memory erzielte das System eine Leistung von 338 GigaFLOPS (Mrd Rechenoperationen/Sek). Der Job beanspruchte im Hauptspeicher über 300 GB.
Das 9.1-Mio-Elemente-Modell, das auf dem Altix-System mit hoher Leistungsdichte lief, war 8x größer als das aktuell typische 1.1-Mio-Elemete-Modell, und dennoch in nur 8 h 11 min fertig berechnet. Das heißt, die Ingenieure können bereits am nächten Morgen auf das Ergebnis einer Fahrzeug-Crash-Simulation zugreifen, das den kompletten Entwurf bei erhöhter Genauigkeit zu analysieren erlaubt. Das Rechnen eines 8-fach komplexeren Crash-Modells ist im Prinzip in der gleichen Zeit wie das Rechnen des heutigen Standardmodells möglich.
Schnelle Systemarchitektur - für Materialbruch und Überroll-Crash
Das herausragende Ergebnis konnte erreicht werden, weil sich die Altix- Systemarchitektur SGI NUMAflex(tm) gut ergänzt mit der Crash-Software. NUMAflex stellt den vielen Prozessoren einen riesigen, bis zu mehreren TeraByte ausbaubaren Hauptspeicher zur Verfügung, den sie einheitlich adressieren und (als Shared-Memory) zusammenhangend nutzen können; PAM-Crash seinerseits unterstützt erweiterte Skalierbeit.
Die kombinierte Gesamtlösung bietet Ingenieuren die Möglichkeit, sich gegen ein Anwachsen der Simulationsanforderungen wirkungsvoll zu wappnen. Sie erwarten steigende Modellkomplexitäten aufgrund einer ganzen Reihe von Faktoren. Die Modelle werden geomertisch immer feiner durchmodelliert; mehr und realitätsnähere physikalische Mechanismen fließen in die Simulationen ein; das Material soll in seiner Beanspruchung bis zum Bruch betrachtbar werden, wobei man an Strukturelementen in kritischen Zonen Bruchvorgänge mit genügend realistischer Modellierung rechnen möchte.
Hinzu kommt, dass Gesetzgeber immer mehr Anforderungen durch neue Normen und verschärfte Regulierungen stellen; ebenso bauen Versicherungen im Zuge ihrer Riskobewertung verstärkt auf Simulationen, sei es bei der Interaktion Fahrzeug-Fahrzeug oder Fahrzeug-Passagier. Erhebliche neue Herausforderungen stellen 3-Fahrzeug-Crashs, Überroll-Unfälle und inbesondere Ganzkarosserie-Crashs, bei denen man in zunehmendem Maße die Interieur-Ausstattung wie etwa Türverkleidung, Cockpit-Elemente udglm mit berücksichtigen sucht. Dank der jetzt bewiesenen Fähigkeiten der Komibination Altix/PAM-Criash ist es Automobilherstellern möglich, solche neuen, aufwändigen Fragestellungen zum Zwecke der Entwicklung sicherer Fahrzeuge ohne Zeitverlust zu untersuchen.
Neuer Parallel-Solver - und bis zu 2,048 CPUs am Shared-Memory
"HPC-Hardware hat sich hin zu skalierbaren Systemen bewegt, deshalb hat die ESI Group in eine neue Solver-Architektur für ihre Crash-Test-Lösung investiert", erklärt Vincent Chaillou, der als President und CTO das Produktgeschäft leitet. "Die neue Generation unseres Parallel-Solvers, erstmals herausgebracht in 2002, bietet für die Berechnung mit Ganzfahrzeug-Modellen eine bisher nicht gekannte Skalierbarkeit."
"Die HPC-Server-Familie Altix bietet enorme Flexibilität, um die Plattform ganz nach spezifischen Applikationsanforderungen zu konfigurieren", sagt Christian Tanasescu, bei SGI Director of Engineering für den Bereich Simulationsanwendungen. "Altix lässt sich als Single-System-Image-(SSI)- Konfiguration mit bis zu 512 Prozesoren betreiben, die alle unter einer einzigen Linux-Partition arbeiten und dabei auf einen bis zu 4 TerByte ausbaubaren, global adressieren, zusammenhängend erscheinenden Hauptspeicher zugreifen können. In einem ´SuperCluster´-Verbund - erzeugt aus 4 solchen 512-Prozessor-Großknoten - können sogar 2,048 Prozessoren mit einem global adressierbaren, einheitlich nutzbaren Memory arbeiten. Mit einer branchen-führenden Kommunikations-Latenz, die durch SGI´s Interconnect-Technolgie NUMAflex unter 1 Mikrosekunde gehalten wird, lässt sich PAM-Crash in neue Höhen skalieren."
ESI Group (www.esi-group.com) - 1973 mit Hauptsitz Paris gegründet - ist Pionier und weltweit führender Hersteller von CAE-Software sowie Ingenieurdienstleister für Simulationen in der Produktentwicklung (Virtual Prototyping) und bei Fertigungsprozessen (Virtual Manufacturing). In 30 Ländern generierten rund 500 Spezialisten in 2004 einen Umsatz von 60 Mio Euro. Die deutsche Niederlassung in Eschborn bei Frankfurt, gegründet 1979, unterstützt Kunden mit über 30 Mitarbeitern.
Das typische Simulatonsmodell für ein komplettes Fahrzeug ist derzeit rund 1.1 Mio Elemente groß, die Crash-Simulation kann über Nacht gerechnet werden. Bei den jüngsten Testläufen konnten SGI und ESI Group erfolgreich ein Modell mit 9.1 Mio Elementen in den virtuellen Crash führen. Als Rechnerplattform für ´PAM-Crash 2004´ arbeitete ein HighPerformance- Computing-(HPC)-Server ´SGI® Altix® 3700 Bx2´ unter einer 64-Bit-Linux®-Betriebsumgebung. Ausgestattet mit 512 Intel®-Itanium®2- Prozessoren und 512 GB Memory erzielte das System eine Leistung von 338 GigaFLOPS (Mrd Rechenoperationen/Sek). Der Job beanspruchte im Hauptspeicher über 300 GB.
Das 9.1-Mio-Elemente-Modell, das auf dem Altix-System mit hoher Leistungsdichte lief, war 8x größer als das aktuell typische 1.1-Mio-Elemete-Modell, und dennoch in nur 8 h 11 min fertig berechnet. Das heißt, die Ingenieure können bereits am nächten Morgen auf das Ergebnis einer Fahrzeug-Crash-Simulation zugreifen, das den kompletten Entwurf bei erhöhter Genauigkeit zu analysieren erlaubt. Das Rechnen eines 8-fach komplexeren Crash-Modells ist im Prinzip in der gleichen Zeit wie das Rechnen des heutigen Standardmodells möglich.
Schnelle Systemarchitektur - für Materialbruch und Überroll-Crash
Das herausragende Ergebnis konnte erreicht werden, weil sich die Altix- Systemarchitektur SGI NUMAflex(tm) gut ergänzt mit der Crash-Software. NUMAflex stellt den vielen Prozessoren einen riesigen, bis zu mehreren TeraByte ausbaubaren Hauptspeicher zur Verfügung, den sie einheitlich adressieren und (als Shared-Memory) zusammenhangend nutzen können; PAM-Crash seinerseits unterstützt erweiterte Skalierbeit.
Die kombinierte Gesamtlösung bietet Ingenieuren die Möglichkeit, sich gegen ein Anwachsen der Simulationsanforderungen wirkungsvoll zu wappnen. Sie erwarten steigende Modellkomplexitäten aufgrund einer ganzen Reihe von Faktoren. Die Modelle werden geomertisch immer feiner durchmodelliert; mehr und realitätsnähere physikalische Mechanismen fließen in die Simulationen ein; das Material soll in seiner Beanspruchung bis zum Bruch betrachtbar werden, wobei man an Strukturelementen in kritischen Zonen Bruchvorgänge mit genügend realistischer Modellierung rechnen möchte.
Hinzu kommt, dass Gesetzgeber immer mehr Anforderungen durch neue Normen und verschärfte Regulierungen stellen; ebenso bauen Versicherungen im Zuge ihrer Riskobewertung verstärkt auf Simulationen, sei es bei der Interaktion Fahrzeug-Fahrzeug oder Fahrzeug-Passagier. Erhebliche neue Herausforderungen stellen 3-Fahrzeug-Crashs, Überroll-Unfälle und inbesondere Ganzkarosserie-Crashs, bei denen man in zunehmendem Maße die Interieur-Ausstattung wie etwa Türverkleidung, Cockpit-Elemente udglm mit berücksichtigen sucht. Dank der jetzt bewiesenen Fähigkeiten der Komibination Altix/PAM-Criash ist es Automobilherstellern möglich, solche neuen, aufwändigen Fragestellungen zum Zwecke der Entwicklung sicherer Fahrzeuge ohne Zeitverlust zu untersuchen.
Neuer Parallel-Solver - und bis zu 2,048 CPUs am Shared-Memory
"HPC-Hardware hat sich hin zu skalierbaren Systemen bewegt, deshalb hat die ESI Group in eine neue Solver-Architektur für ihre Crash-Test-Lösung investiert", erklärt Vincent Chaillou, der als President und CTO das Produktgeschäft leitet. "Die neue Generation unseres Parallel-Solvers, erstmals herausgebracht in 2002, bietet für die Berechnung mit Ganzfahrzeug-Modellen eine bisher nicht gekannte Skalierbarkeit."
"Die HPC-Server-Familie Altix bietet enorme Flexibilität, um die Plattform ganz nach spezifischen Applikationsanforderungen zu konfigurieren", sagt Christian Tanasescu, bei SGI Director of Engineering für den Bereich Simulationsanwendungen. "Altix lässt sich als Single-System-Image-(SSI)- Konfiguration mit bis zu 512 Prozesoren betreiben, die alle unter einer einzigen Linux-Partition arbeiten und dabei auf einen bis zu 4 TerByte ausbaubaren, global adressieren, zusammenhängend erscheinenden Hauptspeicher zugreifen können. In einem ´SuperCluster´-Verbund - erzeugt aus 4 solchen 512-Prozessor-Großknoten - können sogar 2,048 Prozessoren mit einem global adressierbaren, einheitlich nutzbaren Memory arbeiten. Mit einer branchen-führenden Kommunikations-Latenz, die durch SGI´s Interconnect-Technolgie NUMAflex unter 1 Mikrosekunde gehalten wird, lässt sich PAM-Crash in neue Höhen skalieren."
ESI Group (www.esi-group.com) - 1973 mit Hauptsitz Paris gegründet - ist Pionier und weltweit führender Hersteller von CAE-Software sowie Ingenieurdienstleister für Simulationen in der Produktentwicklung (Virtual Prototyping) und bei Fertigungsprozessen (Virtual Manufacturing). In 30 Ländern generierten rund 500 Spezialisten in 2004 einen Umsatz von 60 Mio Euro. Die deutsche Niederlassung in Eschborn bei Frankfurt, gegründet 1979, unterstützt Kunden mit über 30 Mitarbeitern.
