NVIDIA Maximus garante melhor desempenho para Delphi

Tecnologia que combina GPUs Quadro para visualização e Tesla para computação de alta performance tem ajudado a equipe de engenharia da Delphi a reduzir entre 20% e 40% o tempo para execução de simulações.

A Delphi é um dos principais fornecedores mundiais de componentes eletrônicos e tecnologias para a indústria automotiva. Com centros técnicos, fábricas e escritórios em 30 países, a Delphi atua fortemente na área de Pesquisa & Desenvolvimento e promove inovações para tornar seus produtos mais avançados e seguros. Para desenvolver protótipos, realizar testes, análises e simulações dos sistemas que equiparão os veículos do futuro, a Delphi conta com a ajuda de estações de trabalho de alto desempenho equipadas com GPUs NVIDIA Quadro.

Os projetos incluem módulos de motor e controle de transmissão, recursos de segurança, entretenimento para os bancos traseiros, sistemas de navegação e de áudio e muito mais. A Delphi trabalha com praticamente todas as grandes montadoras de veículos e, no último Salão do Automóvel de Genebra, apresentou as tecnologias e os sistemas produzidos para marcas como Volvo, Ford, Ferrari e Audi.

Fereydoon Dadkhah, engenheiro mecânico sênior, trabalha no grupo de análise e simulação mecânica da divisão de componentes eletrônicos e segurança da Delphi. Ele faz parte do grupo baseado em Kokomo, Indiana (EUA), centro de especialização em análise para a equipe de desenvolvimento de produtos. A Delphi mantém uma equipe com mais de 40 engenheiros que atuam na análise do desenvolvimento de produtos usando o software de simulação ANSYS nas instalações da Índia, Polônia e do México.

Com o intuito de agilizar o fluxo de trabalho das análises, Dadkhah tem trabalhando com a NVIDIA para avaliar a tecnologia NVIDIA® Maximus™, que combina as GPUs NVIDIA Quadro para visualização e projeto interativo com as GPUs NVIDIA Tesla® para computação de alto desempenho (High Performance Computing). Durante os testes, a tecnologia Maximus permitiu que Dadkhah usasse ferramentas ANSYS e CAD em uma única estação de trabalho.

“Como usuário do ANSYS há mais de 20 anos e com a experiência de quem já trabalhou com diversos tipos de solução, posso afirmar que a GPU ajuda a reduzir significativamente o tempo necessário para se alcançar resultados e também agiliza o fluxo de trabalho, permitindo o uso de ferramentas CAD e a execução de simulações em tempo real”, afirmou Dadkhah.

 DESAFIO

Para se obter a indicação mais precisa de como um produto irá se comportar em campo é preciso analisar modelos extremamente amplos e complexos. Os dois principais problemas enfrentados pelos engenheiros são a fidelidade dos dados e a eficiência da análise — ambos podem ser resolvidos com maior poder de processamento.

“Estamos sempre tentando reproduzir algo que aconteceu no mundo real, mas nem sempre é fácil obter os dados com precisão”, explicou Dadkhah. “Sempre temos que minimizar e simplificar modelos complexos ou trabalhar com hipóteses, no que diz respeito aos dados, simplesmente para poder executar uma simulação. Estamos buscando formas de aprimorar o desempenho e a eficiência da análise.”

 

Figura 1 – Modelagem em conjunto de silício/substrato com mais de 1 milhão de nós

 

 

“À medida que o ciclo de desenvolvimento do produto avança, as análises ficam mais sofisticadas e precisam levar em consideração todas as informações transitórias e não lineares, além de outros resultados inesperados dos testes. As modelagens que exigem inúmeras interações podem representar um processo muito demorado, comprometendo uma estação de trabalho por dias, uma vez que as simulações são processadas durante a noite”, completou Dadkhah.

A capacidade de realizar a tarefa em CAD e rodar simulações em ANSYS representa uma enorme vantagem para o fluxo de trabalho. “Aguardar até que o trabalho de FEA seja concluído para então iniciar em CAD faz com que o processo se torne lento e sequencial. É muito mais eficiente poder executar simultaneamente a próxima fase do problema, como na preparação de um modelo para análise, ou nas alterações necessárias, ainda durante a execução da análise,” explicou Dadkhah. Isso se deve ao fato de a GPU Tesla reduzir a carga de computação no processador da estação de trabalho, liberando recursos que podem ser usados em tarefas como a modelagem em CAD.

 SOLUÇÃO

Para aumentar o fluxo de análise da Delphi sem a necessidade de um grande servidor ou cluster de computação, Dadkhah testou uma estação de trabalho que conseguiu aproveitar as mais recentes soluções de fluxo de trabalho para GPU da NVIDIA.

“Um dos projetos no qual estou trabalhando é um módulo de controle de transmissão. A parte específica que estamos avaliando é o conector para esse módulo. Entretanto, para obter resultados precisos, tivemos que incluir todo o módulo do controlador de transmissão na nossa análise. Trabalhar com o modelo completo — mais de um milhão de nós traduzidos em 4,5 milhões de graus de liberdade — é impraticável com as estações de trabalho tradicionais”.

“Porém, com a tecnologia Maximus, a maioria das execuções foi finalizada em aproximadamente 20 minutos. Obviamente, esse número varia significativamente dependendo da complexidade do modelo e da simulação que estamos executando, mas ele representa um grande avanço em relação a nossa situação atual, onde as execuções geralmente levam muitas horas para serem concluídas, geralmente durante toda a noite”, explicou Dadkhah. “Além disso, com a GPU, minha estação de trabalho consegue controlar todos os dados. Não preciso simplificar o modelo para que a simulação seja executada e posso continuar a trabalhar enquanto as simulações estão rodando”.

Na maioria dos casos, a Delphi tem observado melhorias entre 20% e 40% nas avaliações do tempo de execução de simulações com a tecnologia Maximus, o que faz muita diferença durante o trabalho com modelos extensos, permitindo uma maior integração da equipe com o processo de desenvolvimento do projeto.

 IMPACTO

Os resultados desse benchmark mostram que a tecnologia NVIDIA Maximus permite que a Delphi execute análises em modelos mais completos e evite simplificações que são exigidas para garantir desempenho eficiente em sistemas com menos potência de GPU. “Recentemente, tive um caso de um comando de elevação da janela de um veículo onde, a princípio, considerei trabalhar com várias hipóteses e simplificações para permitir que o modelo fosse executado na minha estação de trabalho. Com Maximus, pude executar uma versão extensa daquele modelo, incluindo recursos críticos do produto, e obter resultados precisos”, concluiu Dadkhah.

 

Figura 2 – Modelo de sensor formado por 1,6 milhão de nós

 

 

A capacidade de executar programas ANSYS e CAD simultaneamente pode garantir melhorias significativas em termos de velocidade e eficiência para os engenheiros da Delphi. A migração de um processo sequencial para outro simultâneo economiza tempo e aumenta a produtividade ao permitir que os engenheiros façam alterações no modelo CAD enquanto uma simulação independente é executada, sem ter de aguardar que parte da análise seja concluída para trabalhar em uma possível otimização de projeto ou material.

Na Delphi, maior velocidade e a capacidade de repetir com mais frequência permitem que a equipe de análise execute simulações usando modelos de tensão complexos para obter previsibilidade de desempenho mais precisa e comparável à realidade. A capacidade de utilizar ferramentas de projeto e simulação de forma combinada elimina um valioso tempo de espera, aumenta a produtividade e permite maximizar o uso das estações de trabalho sem os desafios relacionados ao tempo e à logística envolvidos na migração para outro sistema.

A análise representa uma parte fundamental do ciclo de desenvolvimento de produtos na Delphi e em seus principais clientes que contam com padrões de projeto extremamente exigentes. Como resultado dessa avaliação, Dadkhah concluiu que a tecnologia NVIDIA Maximus garante uma melhoria de desempenho que permite a ele executar o estudo de elementos finitos usando modelos extensos, conduzir simulações com mais agilidade e fornecer resultados precisos que ajudam a oferecer ao mercado produtos mais confiáveis e com qualidade superior.

Mais informações sobre a tecnologia NVIDIA Maximus estão no site http://www.nvidia.com/object/maximus.html

 Sobre a NVIDIA

A NVIDIA (NASDAQ: NVDA) despertou o mundo para o poder da computação visual quando, em 1999, criou uma unidade dedicada exclusivamente ao processamento gráfico, a GPU. Atualmente, seus processadores estão embarcados em uma grande variedade de produtos, desde smartphones até supercomputadores. Os processadores NVIDIA Tegra® são utilizados em celulares, tablets e sistemas de infoentretenimento em automóveis. Os gamers confiram nas GPUs GeForce® para alcançar uma experiência única de realismo nos jogos de última geração. Já os processadores Quadro® são adotados por profissionais que demandam alta precisão gráfica em seus projetos. E pesquisadores utilizam as GPUs Tesla® para transpor as fronteiras da ciência por meio da computação de alta performance. Fundada em 1993 e com sede na Califórnia, a NVIDIA detém mais de 5 mil patentes. Com receita de US$ 4 bilhões no ano fiscal 2011/12, a companhia conta com 6.800 profissionais e mantém operações em mais de 20 países, incluindo o Brasil. Mais informações: www.nvidia.com.br e nas mídias sociais (NVIDIA Brasil no Facebook e @nvidiabrasil no Twitter). Assista NVIDIA no Discovery Channel:  http://www.youtube.com/watch?v=iX93vj2zclM

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