製品設計、HPCとの関係を増強

Tiffany Trader

ますます、先進のコンピューティング技術は、経済競争力を強める彼らの能力のために受け入れられる。よく練られた、十分に資金力のあるHPC戦略を持つべき利点は、格言に具現化されている; 打ち勝つために打ち勝つことである。デジタル化する利点が特に顕著だった領域のひとつは、製品設計である。

過去10年ほどの間に、伝統的にサービスの行き届いていないメーカーの手にデジタル製造ツールをもたらすための協調的な活動が米国および海外であった。多くの場合、これらのツールから最大限の恩恵を得るだろう会社や中規模の店舗は、それらを買う余裕がない。よって、参入障壁を低くめるプログラムや技術は、これらの利点の意識を高めるキャンペーンとして非常に必要であり、それにより、デジタルデバイドを誘導することに関連する文化的な抵抗を克服することを支援する。

ロンドンに本拠を置く出版社、Raconteur Mediaからの最近の記事は、如何にこの技術が変革できるかを明確にする。

「スーパーコンピュータは、開発中の製品の働きをシミュレートするために必須ではありませんが、強力なコンピューターと高度な可視化技術の組み合わせは、一般的に製品ライフサイクル管理(PLM)と製品設計の中へ3D製品シミュレーションと可視化の使用へ急速に転換していることは疑いの余地がありません。」と著者は書いている。

Swanseaを拠点とする医療供給会社、Calon Cardio-Technologyは、慢性心不全の患者に心臓移植の代替として使用するために、より小さく、より効率的な血液ポンプの開発に焦点を当てている。彼らが安全かつ効果的であるように、これらの人工心臓の設計は、血液がポンプを通ってどのように流れるかを完全に理解する必要がある。これは、殆どのデスクトップコンピュータの範囲を超えて、高度な計算流体力学の問題である。

Calonの研究者は、Swansea大学の先進持続可能製造技術センターの助けを借りて、彼らの設計作業を実施している。新しいデザインは、HPC Walesが管理するスーパーコンピュータクラスター上でシミュレートされる。設備の整ったデスクトップコンピュータを用いて、各シミュレーションは、約200万要素の「メッシュ」を必要とし、完了するまでに2〜3日かかるだろうが、スーパーコンピュータは大幅にその時間を短縮することができる。

「私たちは、各ポンプの設計のための12のシナリオについてモデル化する必要があり、その後にそれを微調整し、改良します。」とCalonの最高技術責任者、Graham Fosterは説明する。「スーパーコンピュータで、シナリオは2〜3日ではなく、2〜3時間かかり、私たちは単一のバッチジョブとして12のシナリオを送信することができます。私たちは、時間もコストも節約できます。」

HPCよって与えられる競争上の優位性とアクセスの開放を目的とした多くのプログラムにもかかわらず、技術はまだ多くの「通常のコンピュータと普通の企業」の手の届かないところにある。

ロンドン王立大学の航空宇宙航空学の講師、Peter Vincenが指摘しているように、これは問題であり、「産業レベルで現在、手に負えないものである計算流体力学問題のクラス」があると指摘する。彼は、「彼らは工業レベルではなく、国立研究所のスーパーコンピュータによって解決することができます。」と付け加える。

アクセラレータ(NVIDIA GPU)またはコプロセッサ(Intel Phi)を使用したハイブリッドコンピューティングは、銀行を壊すことなく、これらの非常に必要とする浮動小数点演算性能をひとつの方法で提供できるかも知れない。GPUメーカー、NVIDIAはNVIDIAの最新世代のTesla部品を用いたスーパーチャージデスクトップコンピュータで王立大学と一緒に作業している。ほとんどのデスクトップコンピュータがおそらく2つまたは4つのコアを持っている一方、これらのチップのそれぞれは、約2500計算「コア」を持っている。英国で最も強力なGPUを搭載するスーパーコンピュータ、Emeraldは、372のTesla M2090 GPUを持っている。

「的確なコンピュータアルゴリズムと的確な種類のシミュレーション問題を使用すると、計算性能上与えられた消費のために5〜10倍の速度増加させることができます。」とGPUアクセラレーテッドコンピューティングをテーマにVincent博士は観察する。「それは、手の届く範囲により多くの問題をもたらすことができます。」