Acoplar física térmica, estrutural, de fluidos e eletromagnética em um único modelo produz previsões muito mais precisas do que executar cada domínio separadamente. No entanto, os clusters de CPU tradicionais tornaram a simulação de fidelidade total um luxo que a maioria dos projetos não poderia pagar. Os avanços na aceleração da GPU e nas arquiteturas de memória unificada estão proporcionando os recursos de computação que a simulação multifísica há muito exige.
Demandas e restrições da simulação multifísica
As operações de matriz esparsa dominam o tempo do solucionador multifísico e essas operações são limitadas pela memória. Embora as CPUs ofereçam forte desempenho de uso geral, elas passam a maior parte do tempo esperando que os dados entrem e saiam da memória, limitando a eficiência geral. A aceleração inicial da GPU ajudou, mas apenas parcialmente. Os dados ainda precisavam ser movidos entre a memória da CPU e a memória da GPU através do barramento PCIe. À medida que os modelos cresciam, o custo de movimentação de dados apagou grande parte da vantagem computacional da GPU. Os modelos mais precisos, aqueles que os engenheiros queriam executar, eram muitas vezes aqueles que não conseguiam terminar a tempo.
Na prática, isso significou que os engenheiros foram forçados a simplificar a física, reduzir a resolução ou decompor modelos – não porque fosse ideal, mas porque era necessário.
A memória unificada muda a equação
A arquitetura Grace Hopper da NVIDIA elimina o gargalo na transferência de dados com memória unificada. O GH200 Superchip fornece 576 GB de memória coerente acessível tanto para CPU quanto para GPU, conectada via NVLink-C2C a 900 GB/s, sete vezes mais rápido que PCIe Gen5 x16. Grandes modelos multifísicos que antes exigiam um particionamento complicado para caber na memória da GPU agora podem ser executados inteiramente em um único chip.
O impacto no desempenho é significativo. Ansys relata que uma simulação de aerodinâmica automotiva de 2,4 bilhões de células rodando em 320 GPUs NVIDIA GH200 foi concluída em 6 horas o que anteriormente levou 4 semanas em um cluster de CPU de 2.048 núcleos. O COMSOL Multiphysics 6.4 integra o solucionador esparso direto cuDSS da NVIDIA, oferecendo 5x ou maiores acelerações em simulações multifísicas.
Mais importante ainda, estes ganhos traduzem-se em algo que os engenheiros valorizam ainda mais do que a velocidade: confiança nos resultados.
Do desktop ao data center
Essa nova geração de computação não beneficia apenas grandes clusters: ela se adapta perfeitamente de engenheiros individuais a ambientes corporativos.
Com um Dell Pro Max Tower T2, equipado com uma GPU NVIDIA RTX PRO 6000 Blackwell, os engenheiros agora podem resolver problemas moderadamente complexos diretamente em suas mesas. A confiabilidade de classe de estação de trabalho, as certificações ISV e o grande volume de memória da GPU possibilitam iterações mais rápidas, sem enviar trabalhos para clusters compartilhados ou esperar em filas.
À medida que a complexidade do modelo aumenta, as equipes podem escalar sem alterar os fluxos de trabalho. Para modelos maiores, sistemas como o Dell PowerEdge XE9680 com oito GPUs NVIDIA H200 fornecem 141 GB de HBM3e por GPU, mais de 1,1 TB de memória total da GPU. Modelos que anteriormente exigiam decomposição em vários nós agora podem ser executados intactos em um único servidor.
Para fluxos de trabalho de produção que executam dezenas de análises simultâneas, sistemas em escala de rack, como o Dell PowerEdge XE8712 com arquitetura NVIDIA GB200 NVL4, lidam com a carga, suportando até 144 GPUs B200 por rack.
Em todo esse espectro, os principais fornecedores de CAE, incluindo Ansys, Siemens, COMSOL e Altair, criaram solucionadores nativos de GPU que aproveitam ao máximo essas arquiteturas.
A multifísica de fidelidade total não é mais uma restrição
Durante décadas, a fidelidade da simulação foi uma negociação entre complexidade e prazos. Os engenheiros tomaram decisões críticas de projeto com base em aproximações – não porque quisessem, mas porque eram obrigados a fazê-lo.
Essa restrição agora desapareceu.
Com as workstations Dell Pro Max e as GPUs NVIDIA RTX™ PRO, os engenheiros ganham a liberdade de executar simulações multifísicas de fidelidade total mais cedo, com mais frequência e com maior confiança. O hardware está pronto. Os solucionadores são construídos. E os gargalos que antes retardavam a inovação não são mais um dado adquirido.
A simulação multifísica não é mais algo para se projetar – é algo para se projetar.
Informou a Dell.
Fonte: www.dell.com
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