Dell-Intel-Altair Düşürme Testi Karşılaştırma Çalışması Özeti (YALNIZCA YAZILI) KAPAK SAYFASI GRAFİĞİ BAŞLIK / ALTBAŞLIK: Karşılaştırma Testi Çalışması: Dell, Intel ve Altair ile Optimize Düşürme Testi GİRİŞ Darbe analizi ya da düşürme testi, ürün tasarımı ve geliştirmesinin en önemli aşamalarından biridir. Bu testin doğru şekilde yapılmasını sağlayan yazılımlar üreticiler için çok önemli maliyet ve pazara sürme süresi avantajları sunar. Dell, Intel ve Altair, hız ve doğruluk bakımından kanıtlanmış avantajlar sağlayan entegre simülasyon ve optimizasyon analizi ile sanal düşürme testi çözümünü incelemek için işbirliği yapmıştır. Bu çözüm sayesinde mühendisler daha güçlü ve daha güvenilir ürünler için yeni tasarım alternatiflerini inceleyebilir. Sonuç olarak, üreticiler yüksek performanslı tasarımları çok daha kısa sürede gerçekleştirebilir, ürün kalitesini artırırken teslimat süresini en aza indirir. ZOR HEDEF: DÜŞÜRME TESTİNDE DAHA HIZLI VE DOĞRU SONUÇLAR Akıllı telefonlardan otomobil parçalarına tüm ürünlerin üretimden önce darbe performansının test edilmesi gerekir. Düşme, ezilme ya da başka bir şekilde kalıcı hasar alma tehlikesi durumunda mümkün olduğunca iyi performans gösteren ürünler tasarlamak ve geliştirmek üreticinin görevidir. Düşürme testi simülasyonu yazılımı, bir ürünün test edilme süresini hızlandırarak, daha yüksek tasarım kalitesini mümkün kılarak ve fiziksel test ihtiyacını azaltarak üreticilere yardımcı olur. Bu tür yazılımlar, fiziksel ortamın ve materyallerin karmaşık yapısını taklit eder ve ürünün belirli bir durumda nasıl performans göstereceğine ilişkin ayrıntılı bilgiler sunar. Genel olarak, bu soruna yönelik yazılımlar, düşme testi gereklilikleri ve çözümlerinin otomobil kazası modellemelerinde kullanılmasından dolayı oldukça gelişmiş yazılımlardır. Bununla birlikte, telefon düşme testinin kendine özel bazı zorlukları vardır; telefon düşme testinde çok farklı materyallerden yapılan ve farklı montaj teknikleriyle bir araya gelen, daha yüksek sayıda parça söz konusudur; olası darbe hasarının değerlendirilebilmesi için bu parçaların dikkatli bir şekilde modellenmesi gerekir. Ayrıca, mühendislerin modeli ve test sonrası süreci manuel olarak modellemesi gerekir ve tüm bunlar çok zaman alan çalışmalardır. Dell - Şirket İçi Kullanım - GizliALTAIR, INTEL VE DELL GİZLİ YALNIZCA ŞİRKET İÇİN KULLANIM İÇİNDİR Sayfa 1
Nihai hedef, tüm düşme açılarına ve diğer yüklere (pencere basıncı, bükme, döndürme vb.) dayanıklı güçlü bir ürün elde etmektir. Bunun için hızlı ve ölçeklenebilir bir çözümleyicinin yanı sıra mühendislerin darbe durumundaki fiziksel davranışı daha iyi anlaması için tasarım alternatiflerini incelemelerini sağlayacak bir yazılım ortamı sunan sayısız simülasyon gerekir. Buna ek olarak, mühendislerin süreçleri standartlaştırmak ve hata riskini azaltmak için gömülü optimizasyon gibi temel unsurları olan entegre ve otomatik çözümlere ihtiyaçları vardır. ÇÖZÜM: DELL, INTEL VE ALTAİR İLE DÜŞME TESTİ SİMÜLASYONUNU HIZLANDIRMAK Bu çalışmada, Dell, Intel ve Altair birlikte çalışarak Altair ın düşme testi yazılımını, gücünü Intel'den alan bir Dell kümesinde test ettiler. Dell ve Intel tarafından sunulan altyapı, en yeni Intel E5 v2 işlemcilere sahip üst düzey teknolojili Dell kümesinde çalışırken, darbe analizi çözümleyici RADIOSS'un performansını artırarak simülasyonun hızlanmasına yardımcı oldu. Altair Düşme Testi çözümünün bilgi işlem yoğun, kritik bir bileşeni olan bu çözümleyici; çok verimli donanımlar ve hızlı işlemcilerden faydalanabilen karmaşık simülasyonları yürütmek için kullanılır. Altair Düşme Testi Çözümü Altair ın otomatik düşme testi çözümü, optimize performans, iş hacmi ve kullanılabilirlik için tasarlanan bir dizi entegre yazılım aracından oluşur: HyperWorks modelleme, analiz ve optimizasyon yazılım paketi, aşağıdaki bileşenleri bir araya getirerek eksiksiz bir düşme testi çözümü sunar: o Yüksek performanslı sonlu eleman ön işleme ürünü (HyperMesh), iç içe geçme işlemi için etkili modeller hazırlanmasını sağlayan eksiksiz geometri düzenleme araçlarıyla en geniş modelleri bile hazırlamak mümkündür. o Yapısal analiz çözümleyici (RADIOSS), yüksek kalite, dayanıklılık ve ölçeklenebilirlik sunan, 20 yılı aşkın süredir otomobil çarpışma ve darbe testlerinde sektör standartlarını belirleyen bir araçtır. RADIOSS Advanced Mass Scaling (AMS) teknolojisi ile RADIOSS kullanıcıları daha yüksek performanslar elde edebilirler. o En son teknoloji tasarım inceleme, yaklaştırma ve optimizasyon gömülü yazılımı (HyperStudy), şekil optimizasyonu, doğrudan parametrelendirme, veri madenciliği ve doğrudan RADIOSS sonuçları okuyucular gibi işlevlere de sahiptir. PBS Professional işyükü yönetimi yazılımı, yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) işlerini zamanlamada, 20 yılı aşkın süredir binlerce müşterinin işyerlerinde kullanılmış; ölçeklenebilirlik ve kullanılabilirlik düzeyinin ne kadar yüksek olduğunu kanıtlamıştır. Altair tarafından yapılan önceki testler, RADIOSS AMS özelliği etkin olan bu çözümün, lider alternatif çözümleyicilerin sağladığı 64 dakikalık çalışma süresine göre %45 oranında iyileşmeyle, düşme testi çalışma sürelerini 65 dakikadan 36 dakikaya indirmiştir. Intel Teknolojisi Tabanlı Dell HPC Çözümleri Dell, organizasyonların HPC teknolojisinden faydalanmaları ve ürün inovasyon ve geliştirme süreçlerini optimize etmeleri için HPC yapı taşları ve eksiksiz çözümler sunar. Intel ve Altair işbirliğiyle, ürün geliştirmede başarısı kanıtlanmış, üretkenliği artıran, maliyetleri azaltan ve karmaşık küme ortamlarının yönetimini kolaylaştıran çözümler pazara sunulabilmektedir. Dell - Şirket İçi Kullanım - GizliALTAIR, INTEL VE DELL GİZLİ YALNIZCA ŞİRKET İÇİN KULLANIM İÇİNDİR Sayfa 2
Bu düşme testi analizlerinde, Dell PowerEdge M620 blade sunucuları için Intel Xeon E5-2600v2 işlemci ürün ailesi seçilmiştir. Bu güçlü ve enerji verimli işlemciler, önceki nesle göre %50 daha fazla çekirdek ve önbelleğin yanı sıra önceki nesil Intel Xeon işlemcili sunuculara göre daha hızlı bellek ve ek donanım iyileştirmeleri sunar. Intel Advanced Vector Extensions (Intel AVX) teknolojisi sayesinde, HPC uygulamaları için daha yüksek performans elde edilebilir. Intel AVX, 256-bit vektör desteği ve hızlandırılmış 32/64 bit veri dönüştürme işlemleriyle vektör ve kayan nokta hesaplamalarını hızlandırır. Intel Xeon E5 v2 işlemci ailesi, kullanıcıların uygulama taleplerini karşılamak için çekirdek sayısından frekansa kadar birçok özelliğe sahip optimize modellerle kapsamlı işlemci özellikleri sunar. KARŞILAŞTIRMA TESTİ PROJESİNE GENEL BAKIŞ Bilgisayar anakartı ile LCD modülü arasına titreşim azaltıcı bir şerit koyularak arka üstü düşme durumunda deformasyon olasılığı azaltılmıştır sağ tarafta iki farklı şekilde şerit gösterilmektedir. Titreşim azaltıcı şerit alanı ve kalınlık sonucu ortaya çıkan LCD baskıları yüzeyi. Dell-Intel-Altair çözümünün performansını test etmek üzere mühendisler, titreşim azaltıcı bir şeridin eklenmesinin telefon tasarımındaki baskıyı azaltıp azaltmayacağını test etmek için belirli bir kullanım durumuna odaklandı. Bu senaryoda, telefon kabı ile taşıyıcı tabaka arasındaki boşluk ters düşme testinde LCD modülde bükülme ve yüksek düzeyde baskıya neden olur. Hedef, LCD'nin uç elemanlarındaki filtrelenmiş baskıyı azaltan ideal özelliklere (kalınlık, büyüklük, esneklik vb.) sahip bir titreşim önleyici şerit tasarımını bulmaktı. 1. Tasarım:Projenin ilk aşamasında, konsept HyperMesh'te modellendi ve tasarım değişkenleri, şekil değiştirme teknolojisi ve girdi dosyası parametrelendirmesi ile üretildi. 2. Optimizasyon: Yanıt yüzeyi oluşturmak için bir deney tasarımı (DOE) yürütüldü. Ardından, sonlu eleman modeli yerine yanıt yüzeyinde optimizasyon yapıldı. 3. Doğrulama: Optimize edilen tasarım, sonlu eleman analizi ile değerlendirildi/simüle edildi ve performans sonuçları doğrulandı. Dell - Şirket İçi Kullanım - GizliALTAIR, INTEL VE DELL GİZLİ YALNIZCA ŞİRKET İÇİN KULLANIM İÇİNDİR Sayfa 3
Bu simülasyonlar aşağıdaki bileşenlere sahip sistemlerde çalıştırıldı: Intel Xeon E5-2680v2, E5-2667v2 ve E5-2697v2 işlemcili 6x Dell PowerEdge M620 blade sunucular, düğüm başına 128 GB bellek, Mellanox FDR Inifiniband ara bağlantıları. PERFORMANS SONUÇLARI Dell PowerEdge M620 blade sisteminde çalışan Altair RADIOSS yazılımını kullanarak, mühendisler bu optimizasyon çalışmasında ve karşılaştırma testinde gerekli 21 düşme testi simülasyonunu 3 farklı Intel işlemcili (sırasıyla, Intel Xeon E5-2690v2, E5-2667v2 ve E5-2697v2 işlemciler) ve 2 düğümlü yapılandırmalarda, aşağıdaki çekirdek ve işlenmemiş performans verileriyle çalıştırmayı başardılar: CPU 2 düğüm için toplam çekirdek İşlenmemiş FP performansı GFLOP/s Tek Çalıştırma Ortalama Süre (s) Toplam Süre 21 çalıştırma için (s) E5-2680v2 40 896 719 15110 E5-2667v2 32 845 742 15598 E5-2697v2 48 1037 660 13868 Şekil 1. Performans Özeti Harcanan zaman bakımından en iyi performans gösteren işlemci, daha düşük frekansa ve daha yüksek çekirdek sayısına sahip olan E5-2697v2 işlemci oldu. Daha düşük performans ya da her bir çekirdeğin performansı yüksek sayıda çekirdek arasındaki performansı olumsuz etkilemediğinden, bu performans RADIOSS'un mükemmel ölçeklenebilirliği sayesinde mümkün oldu. 900 800 700 Duvar saati süresi (s) 600 500 400 300 200 100 E5-2680v2 E5-2667v2 E5-2697v2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Çalışma sayısı Şekil 2. Performans Ayrıntıları Intel Xeon X5570@2.93 GHz (toplam 8 çekirdek) işlemcinin tek bir düğümünde elde edilen 65 dakikalık (3900 saniye) referans süreye göre, E5-2697 v2 işlemcinin 2 düğümünde 6 kat daha hızlı performans elde Dell - Şirket İçi Kullanım - GizliALTAIR, INTEL VE DELL GİZLİ YALNIZCA ŞİRKET İÇİN KULLANIM İÇİNDİR Sayfa 4
edildi (tek bir çalıştırma için 660 saniye). Bu da optimizasyon çalışmasının tamamının (21 simülasyon çalıştırması) 4 saatten daha kısa bir sürede (13868 saniye) tamamlanmasını sağlar. Ayrıca, RADIOSS Advanced Mass Scaling (AMS) seçeneğiyle birlikte, kullanıcılar aynı sonuçları korurken çözüm süresini daha da kısaltabilir. AMS, yarı statik problemler için gelişmiş bir çözüm ve bağlantılar arasındaki yüksek doğrusalsızlık, kompleks maddi davranışlar ve kırılma modellemesi gibi nedenlerle yakınsamanın elde edilmesinin zor olduğu doğrusal olmayan simülasyonlara bir alternatif sunar. Intel E5-2697v2 işlemcili en hızlı yapılandırma kullanıldığında AMS ile 1.7 kat daha hızlı yürütme, 2.5 saatten daha kısa (tek bir çalıştırma için 400 saniyeden az) tamamlama süresi elde edileceği tahmin edilmektedir. Yapılandırmaların optimizasyonunda göz önünde bulundurulması gereken bir başka konu da, ölçeklenebilirliğin yalnızca Intel Xeon işlemcinin bir işlevi ve seçilen çekirdek sayısıyla ilgili değil, aynı zamanda kullanılan düğüm sayısıyla da ilgili olmasıdır. Bu simülasyonların paralel yapısı sayesinde, ilk iki düğümde 21 çalıştırmanın yaklaşık yarısı ve geri kalanı da ikinci grup iki düğümde çalıştırılarak, simülasyon süresinde 2 faktöre yakın bir hızlanma elde edilebilir. Bu mantık, istenen simülasyon süresini elde etmek için örneğin 8 düğümlü bir simülasyon kümesi gibi daha çok sayıda düğüm kullanılarak gerçek yaşam sonuçları elde etmek için kullanılabilir. Bu tür bir yaklaşım, simülasyon işlerini hesaplama verimliliğini ve kaynak kullanımını optimize etmek için mevcut kaynaklar arasında otomatik olarak dağıtan PBS Professional gibi bir araç kullanımıyla basitleştirilebilir. ENERJİ VERİMLİLİĞİ VE PERFORMANS Günümüzün iş stratejisi ve planlama süreçlerinde, enerji tüketimi ve soğutma özellikleri, satın alma kararlarında önemli bir rol oynuyor. Bu nedenle bir simülasyon yapılandırmasının enerji verimliliği, en iyi enerji kullanımını ve en iyi performansı arayan organizasyonlar için en önemli özelliklerden biridir. Simülasyon testleri Dell PowerEdge blade sisteminde yürütülürken, toplam Watt değerinde ölçülen enerji tüketimi her bir simülasyon için kaydedildi (aşağıdaki tabloyu inceleyin). Intel Xeon E5-2667v2 ve E5-2697v2 işlemcilerin toplam güç tüketimi, benzer düzeydeyken, Xeon E5-2680v2 bu testin bir parçası olarak 21 simülasyonu yürütürken belirgin ölçüde daha az enerji gerektirmiştir. Başka bir açıdan baktığımızda: 7x24 çalışan bir üretim işyükü ortamında, Xeon E5-2680v2, Xeon E5-2697v2 işlemciye göre düğüm başına %21.3 daha az enerji tüketir ve bu oran 115W'a karşın 135W olan %17'lik TDP farkından daha fazladır. Dell - Şirket İçi Kullanım - GizliALTAIR, INTEL VE DELL GİZLİ YALNIZCA ŞİRKET İÇİN KULLANIM İÇİNDİR Sayfa 5
TAVSİYE EDİLEN YAPILANDIRMALAR Genel performans, fiyat - performans oranı ve enerji verimliliğine baktığımızda, düşme testi senaryosuna dayalı bir simülasyon ortamının kurulması için gereken düğümler için aşağıdaki tavsiyelerde bulunulabilir: Gerçek düğüm sayısı, genel işyükü gerekliliklerine bağlı olacaktır. Maksimum performans: Intel Xeon E5-2697v2 işlemcili (düğüm başına toplam 24 çekirdek) Dell PowerEdge düğümü, 64GB bellek ve Mellanox ConnectIB kartı Minimum yapılandırma: 2 düğüm Yüksek performans, maksimum enerji verimliliği: Intel Xeon E5-2680v2 işlemcili (düğüm başına toplam 20 çekirdek) Dell PowerEdge R720 düğümü, 64GB bellek ve Mellanox ConnectIB kartı Minimum yapılandırma: 2 düğüm Giriş düzeyi sistem: Intel Xeon E5-2667v2 işlemcili (düğüm başına toplam 16 çekirdek) Dell PowerEdge R620 düğümü, 32GB bellek ve Intel NetEffect kartı Minimum yapılandırma: 2 düğüm SONUÇ ÖZETİ Çalışmadan elde edilen en önemli sonuçlar şunlardır: Dell-Intel kümesi, referans duruma göre RADIOSS düşme testi simülasyonunda 6 kat daha hızlı sonuç vermiştir o Test edilen 3 işlemci arasından en iyi sonucu Intel Xeon E5-2697v2 işlemci vermiştir: o 21 simülasyon çalıştırması için 4 saatten daha kısa tamamlanma süresi RADIOSS Advanced Mass Scaling (AMS) ek olarak 1.7 kat daha fazla hız sağlayabilir o AMS özelliğiyle tahmini 1.7 kat daha fazla hız o 2.5 saatten daha kısa tamamlanma süresi (tek bir çalıştırma için 400 saniyeden daha az) Intel Xeon E5-2680v2 en yüksek enerji verimliliğini sağlar o Xeon E5-2680v2, bu test durumunda 21 simülasyonun yürütülmesi için daha az enerji gerektirir o 7x24 çalışan bir üretim ortamında, Xeon E5-2680v2, Xeon E5-2697v2 işlemciye göre %21.3 daha az enerji tüketir ve bu oran 115W'a karşın 135W olan %17'lik TDP farkından daha fazladır. Altair düşme testi çözümünü Dell/Intel sistemlerinde kullanan tasarım mühendisleri, telefon darbe performansını optimize edebilir; garanti ve müşteri memnuniyeti gerekliliklerinin karşılanmasını sağlayabilir. Ayrıca, değişikliklerin etkilerini inceleyecek ve gerçek yaşamdaki düşme testlerinin dinamik davranışları ve ürün bileşenlerinin çalışma şekilleri hakkında ayrıntılı veriler elde ederek tasarım kalitesini de yükseltebilirler. Ürün geliştirme süresi ve maliyetleri azaldığında, üreticiler daha gelişmiş tasarımlara zaman ayırabilir ve nihai ürünün daha başarılı olması sağlanabilir. Düşme testinin ötesinde, Altair HyperWorks simülasyon paketinde daha birçok teknik hesaplama uygulaması vardır. Bunlar, damgalama, gürültü, titreşim ve şiddet (NVH) simülasyonu, sayısal akışkanlar dinamiği Dell - Şirket İçi Kullanım - GizliALTAIR, INTEL VE DELL GİZLİ YALNIZCA ŞİRKET İÇİN KULLANIM İÇİNDİR Sayfa 6
simülasyonu vb. alanlarda gücünü en yeni Intel işlemcilerden alan yüksek teknolojili Dell kümelerinin kullanımından faydalanırlar. DAHA FAZLA BİLGİ İÇİN Altair yazılımı hakkında daha fazla bilgi edinin: o HyperWorks paketi: www.altairhyperworks.com o PBS Works paketi: www.pbsworks.com Tanıtım örneği isteyin: www.altair.com/dell-intel-drop-test Dell hakkında daha fazla bilgi edinin: www.dell.com ve www.dell.co.uk/hpc Intel hakkında daha fazla bilgi edinin: o newsroom.intel.com o blogs.intel.com. o www.intel.com/products/server/processor/xeone5/index.htm Bize Ulaşın: o Altair: www.altair.com/pagealllocations.aspx o Dell: www,dell.com ve www.dell.co.uk/hpc o Intel: www.intel.com Dell - Şirket İçi Kullanım - GizliALTAIR, INTEL VE DELL GİZLİ YALNIZCA ŞİRKET İÇİN KULLANIM İÇİNDİR Sayfa 7