【平行運算】Supermicro高效能運算(HPC)運用於CAE之成效

高效能運算(HPC)是推動科學進步最重要的工具之一。其主要應用於需要大量計算且價值極高的課題，例如氣候變遷、打造人工智慧等。工程模擬軟體在研發，系統優化等領域上大量的被應用，其通過高精度分析計算給予使用者完美的解決方案。工程模擬（CAE）軟體目的在於減少研發時間成本，但進行工程模擬運算仍需花費一定的時間。若能夠在運算階段減少使用的時間，對企業研發而言必定是巨大的優勢。而HPC完全符合該需求，藉助HPC的運算能力，能夠有效且快速地進行模擬分析計算，大量減少運算時間。為了體現HPC的能力，虎門科技通過實機操作，以不同規格的伺服器配置對同樣的案例進行模擬分析計算，以證明HPC強大的計算能力。

此次測試之設備

案例1&2：IC熱翹曲模擬 

電子設備中的晶片(IC)在使用過程中會隨著設備溫度的提升導致變形。為了測試IC在受熱情況下所能承受的時間與變形的極限，在研發階段就能夠通過模擬分析軟體得到所需要的結果。案例1&2分別為在不同自由度（網格數）的設定下，IC熱翹曲模擬分析所需的時間差異。

案例1：830萬自由度，IC熱翹曲模擬 (8.3M DOFs IC Warpage Thermal stress model)

分析軟體：ANSYS Mechanical 2021R2

DRAM Loading：200GB~500GB

案例2：250萬自由度，IC熱翹曲模擬 (2.5M DOFs IC Warpage Thermal stress model)

分析軟體：ANSYS Mechanical 2021R2

案例3：車輛撞擊模擬

分析軟體：LSDYNA version: R13.0.0 MPP avx2, 雙精度

車型：OBLIQUE THOR ACCORD MODEL to NHTSA 2

(以上動畫由虎門科技CAE研發部門製作-採用CGI特效技術結合CAE數據渲染)

車輛撞擊測試能夠模擬車子在撞擊時的變形、破損等非線性現象。其模擬對象並非只有車子外殼的變形和破碎，也包含了車子內部零件、假人、安全氣囊等所有元素的受力和變形情況，因此其運算的質和量都比IC熱翹曲來的複雜。

以下是虎門第一代的HPC硬體配置和所得到的數據。 

數據參考

硬體設備： DELL PowerEdge R820, Intel Xeon E5 4620 V2@2.6Ghz

運算用時： 22h32m40sec (32 cores)

如下數據是採用最新的AMD主機所得到性能

經過數據對比，證明採用AMD MILAN在LSDYNA求解器上確實獲得非常好的運算效能。

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