Пресс-центр

NVIDIA Maximus повышает производительность и точность для Delphi

Delphi – это ведущий мировой поставщик электроники и технологий для рынка автомобилей, коммерческих транспортных средств и другой техники. Delphi располагает техническими центрами, производственными площадками и отделами поддержки потребителей в 30 странах, создавая инновации, которые делают продукты функциональнее и надежнее. Чтобы производить продукты высочайшего качества с оптимальной эффективностью, Delphi уделяет много внимания тщательной разработке цифровых прототипов, тестированию, анализу и моделированию на самых ранних стадиях производственного цикла.

Delphi разрабатывает и производит различные автомобильные системы на рабочих станциях, многие из которых оснащены профессиональными графическими процессорами NVIDIA® Quadro®. Среди проектов компании – модули управления двигателем и трансмиссией, системы безопасности, развлечения для пассажиров, системы навигации, аудиосистемы и другое. Delphi работает почти со всеми ключевыми автопроизводителями, и на недавней автовыставке в Женеве компания продемонстрировала технологии и системы, созданные для Volvo, Ford, Ferrari и Audi.

Старший инженер Фирейдун Дадха (Fereydoon Dadkhah) работает в группе по механическому анализу и моделированию в подразделении Delphi по электронике и безопасности. Территориально группа работает в городе Кокомо, штат Индиана, который является аналитическим центром команды по разработке продуктов. Кроме этого центра, 40 инженеров компании в Индии, Польше и Мексике работают над анализом разработки продуктов с помощью ANSYS. Для повышения эффективности анализа, г-н Дадха решил обратиться к технологиям NVIDIA® Maximus™. Система Maximus объединяет графические процессоры NVIDIA Quadro для визуализации и интерактивного дизайна и графические процессоры NVIDIA Tesla® для высокопроизводительных вычислений. В процессе тестирования Maximus г-н Дадха работал с ANSYS и инструментам САПР на одной рабочей станции в одно и то же время.

«Как пользователь ANSYS с двадцатилетним стажем и как инженер, повидавший разные типы решений, я могу сказать, что новая технология NVIDIA действительно позволяет быстрее получить результат и упрощает процесс производства благодаря возможности одновременного использования инструментов САПР и проведения симуляций», - отмечает г-н Дадха.

ЗАДАЧА

Чтобы получить точное представление о поведении продукта в реальных условиях, необходимо анализировать большие и сложные модели. Перед инженерами стоят нетривиальные задачи: обеспечить точность данных и эффективность анализа одновременно — и для решения обеих задач необходима большая вычислительная мощь. «Мы часто пытаемся скопировать что-то из реального мира, но не всегда легко получить точную информацию о модели, - объясняет г-н Дадха. – Нам часто приходится упрощать сложные модели или делать допущения, чтобы провести симуляцию. Мы ищем способы повышения скорости анализа и эффективности».

Рис. 1- Кремниевая модель подложки, состоящая из более чем 1 миллиона узлов
Рис. 1- Кремниевая модель подложки, состоящая из более чем 1 миллиона узлов

«По мере развития цикла производства продукта, анализ становится все сложнее, так как он должен учитывать все нелинейности и неожиданные результаты расчетов. Моделирование, где требуется множество итераций анализа, может продолжаться довольно длительное время, занимая рабочую станцию на несколько суток», - отмечает г-н Дадха.

Возможность одновременно работать в САПР и выполнять моделирование в ANSYS дает рабочей станции однозначное преимущество. «Выполнение работы FEA и затем переход в САПР – обычно медленный последовательный процесс. Гораздо эффективнее, пока идут расчеты, иметь возможность работать над следующей фазой процесса, например, над подготовкой модели для анализа, или иметь возможность вносить изменения в проект», - рассказывает г-н Дакха. GPU Tesla снимает вычислительную нагрузку с процессоров рабочей станции, высвобождая ресурсы для таких задач, как моделирование в САПР.

РЕШЕНИЕ

Чтобы сделать процесс анализа более эффективным без установки большого вычислительного сервера или кластера, г-н Дадха протестировал настольную рабочую станцию на базе новейших GPU от NVIDIA.

«Один из проектов, над которым я работаю, - это модуль управления трансмиссией. Особая часть, которую мы анализируем, - это разъем этого модуля. Чтобы получить точные результаты, нам пришлось включить в анализ всю модель управления трансмиссией. Работать со всей моделью—более миллиона узлов, т.е. 4.5 миллиона степеней свободы—на традиционной рабочей станции невозможно, но на системе Maximus все процессы завершались минут за 20. Конечно, время выполнения сильно зависит от сложности модели и симуляций, но налицо сильный прирост производительности по сравнению с текущей ситуацией, когда на некоторые процессы уходит куча времени, - объясняет г-н Дадха. – Кроме того, благодаря большому объему памяти графических процессоров моя рабочая станция может справиться со всеми данными. Мне не нужно упрощать модель для того, чтобы выполнить симуляции, и при этом я могу делать другую работу, пока идет моделирование».

Во многих случаях в Delphi получили ускорение в выполнении симуляций от 20% до 40% на системе Maximus, что существенно для больших моделей. Таким образом, команда может чаще проводить итерации во время процесса разработки продукта.

РЕЗУЛЬТАТ

Результаты этого тестирования показывают, что технология NVIDIA Maximus позволила Delphi проводить анализ более крупных моделей и избегать упрощений, которые необходимы для проведения симуляций на менее мощных системах. «Недавно я работал над механизмом автомобильного стеклоподъемника. Чтобы запустить эту модель на моей стандартной рабочей станции, потребовалось бы сделать много упрощений и допущений. С Maximus я смог работать с полной версией этой модели, включая все критические параметры продукта, и получить точные результаты», - подытоживает г-н Дадха.

Рис. 2 – Сенсорная модель, состоящая из 1.6 миллиона узлов
Рис. 2 – Сенсорная модель, состоящая из 1.6 миллиона узлов

Возможность одновременной работы в ANSYS и САПР обеспечила значительный прирост производительности и эффективности работы инженерам Delphi. Переход с последовательного на параллельный процесс экономит время и повышает продуктивность, позволяя инженерам вносить изменения в модель САПР при одновременном проведении симуляций, без необходимости ожидания завершения соответствующей части анализа, чтобы перейти к проектированию и подбору материала.

Более высокая скорость работы и возможность проведения большего количества итераций позволила аналитикам из Delphi выполнять моделирование с более сложных моделей, чтобы более точно предсказать поведение продукта в реальном мире. Возможность одновременного использования инструментов проектирования и моделирования экономит ценное время, повышает продуктивность и позволяет использовать потенциал рабочих станций в полной мере без необходимости тратить время при переходе на другую систему.

Анализ – это основная стадия цикла разработки продукта для Delphi и их клиентов с их очень высокими требованиями к дизайну. В результате проведенных испытаний г-н Дадха пришел к выводу, что технология NVIDIA Maximus обеспечивает прирост производительности, который позволяет ему проводить анализ конечных элементов для больших моделей, быстрее выполнять моделирование и получать точные результаты, позволяющие выводить на рынок более качественные и более надежные продукты.