Publi-information ~
Les domaines de la simulation d’ingénierie et du calcul de haute performance (HPC) ont toujours été à la pointe des progrès de l’ingénierie. L’introduction de la carte graphique professionnelle NVIDIA A800 40GB Active marque une étape importante dans cette quête incessante de performances de calcul. Conçue pour répondre aux charges de travail d’ingénierie assistée par ordinateur (IAO) les plus exigeantes nécessitant FP64 (double précision), cette carte graphique est idéale pour la simulation poussée, lorsqu’elle est utilisée avec une carte fille comme la NVIDIA RTX A4000 ou la NVIDIA T1000 8 Go pour la visualisation graphique à l’écran des résultats, puisque la carte A800 elle-même est une carte headless (sans sorties vidéo). Elle permet également à la communauté des ingénieurs d’aujourd’hui d’effectuer une plus grande partie du processus de développement de produits in-silico, avant d’usiner le métal, de mouler le plastique ou d’utiliser des techniques de fabrication additive (impression 3D) pour fabriquer des prototypes.
L’importance du FP64 en ingénierie
Le principal avantage du FP64 est sa capacité à maintenir un haut niveau de précision numérique. En IAO, les simulations impliquent souvent la résolution de grands ensembles d’équations différentielles qui modélisent des phénomènes physiques tels que la dynamique des fluides, la mécanique des structures et la thermodynamique. La plage d’exposants étendue et la largeur de la mantisse du FP64 permettent de représenter des nombres très grands et très petits avec une plus grande précision. Cette précision est cruciale lorsqu’il s’agit de calculs ayant une large plage dynamique ou lorsque les résultats sont très sensibles aux erreurs numériques, ce qui est souvent le cas dans les simulations d’ingénierie.
Par exemple, dans l’analyse par éléments finis (FEA), de petites erreurs de calcul numérique peuvent se propager dans le modèle, entraînant des écarts importants dans les résultats finaux. FP64 minimise ces erreurs, améliorant ainsi la fidélité et la fiabilité des simulations. Il est particulièrement utile pour les solveurs itératifs dans l’analyse par éléments finis, où l’accumulation d’erreurs d’arrondi peut nuire à la convergence et à la stabilité du processus de solution.
Les simulations d’ingénierie impliquent souvent des géométries complexes et des conditions aux limites qui peuvent poser des problèmes de stabilité numérique et de convergence. FP64 offre la robustesse nécessaire pour gérer efficacement ces complexités. En dynamique des fluides numérique (CFD), la simulation d’écoulements turbulents ou d’ondes de choc nécessite la saisie d’une gamme d’échelles et de gradients qui ne peuvent être résolus qu’avec une extrême précision.
Dans les simulations multiphysiques où différents processus physiques sont couplés, les divergences dans un champ peuvent rapidement se propager aux autres. La capacité du FP64 à maintenir la précision à différentes échelles garantit que les interactions entre les phénomènes physiques sont modélisées avec précision, ce qui est impératif pour prendre des décisions avisées en matière d’ingénierie.
Les problèmes d’ingénierie devenant de plus en plus complexes et la demande croissante de simulations plus fidèles, le caractère adaptable des outils d’IAO est de la plus haute importance. Le calcul FP64 permet de faire évoluer les simulations vers des modèles plus grands et plus détaillés sans compromettre la précision.
En outre, avec l’avènement du calcul haute performance (HPC) et du traitement parallèle inhérent aux GPU, l’arithmétique FP64 garantit que la cohérence et la précision des résultats sont maintenues à mesure que les modèles sont mis à l’échelle sur un plus grand nombre de processeurs. Cette cohérence est particulièrement vitale pour les simulations à grande échelle qui s’étendent sur des milliers de cœurs, où même des erreurs mineures peuvent s’amplifier et conduire à des résultats divergents.
Dans le domaine de l’ingénierie des matériaux, le développement de nouveaux matériaux aux propriétés complexes nécessite souvent la précision qu’offre le FP64. Les matériaux avancés tels que les composites ou les métamatériaux présentent des comportements très sensibles aux changements des conditions de charge et des facteurs environnementaux. Des simulations précises permettent aux ingénieurs de prédire comment ces matériaux se comporteront dans des applications réelles, ce qui est essentiel pour une conception et une fabrication innovantes.
En outre, lors de la phase de conception, les outils d’IAO dotés de capacités FP64 permettent d’optimiser les composants à un niveau de détail sans précédent. Il en résulte des conceptions qui sont non seulement plus efficaces, mais aussi optimisées en termes de durabilité et de longévité.
Réduction du prototypage physique et des essais
La précision accrue offerte par le FP64 se traduit directement par une réduction du besoin de prototypes et de tests physiques. En se fiant aux résultats des simulations, les ingénieurs peuvent réduire le nombre d’itérations physiques nécessaires, ce qui leur permet de gagner du temps et d’économiser des ressources. Cela permet non seulement d’accélérer le processus de conception, mais aussi de réduire le gaspillage de matériaux et l’impact sur l’environnement lié à la fabrication de multiples prototypes.
Cet aspect est particulièrement important dans les secteurs de l’aérospatiale et de l’automobile, où la sécurité et les performances sont essentielles et où le coût du prototypage peut être exorbitant. Les simulations haute fidélité peuvent reproduire les conditions du monde réel avec une telle précision que les essais physiques peuvent être réservés à la vérification finale plutôt qu’aux études exploratoires ou à la validation précoce de la conception.
Intégrité et traçabilité des données
Dans les projets d’ingénierie, le maintien de l’intégrité et de la traçabilité des données tout au long du processus de simulation est vital pour la validation et la certification. Le FP64 permet d’y parvenir en garantissant que les erreurs numériques n’entraînent pas la corruption des données. Ceci est particulièrement important dans les industries où la certification par les organismes de réglementation est requise, et où il n’y a pas de place pour l’ambiguïté quant à la fiabilité des données de simulation. Les ingénieurs peuvent extraire des informations plus nuancées de leurs simulations, ce qui leur permet de prendre des décisions plus éclairées sur leurs conceptions.
Points forts de l’architecture active NVIDIA A800 40 Go
Introduite pour la première fois dans l’architecture NVIDIA Volta™, la technologie NVIDIA Tensor Core a apporté des accélérations spectaculaires aux opérations d’entraînement et d’inférence pour les applications d’ingénierie améliorées par l’IA. L’architecture NVIDIA Ampere s’appuie sur ces innovations en fournissant des FLOPS jusqu’à 20 fois plus élevés pour l’IA. Pour ce faire, elle améliore les performances des précisions existantes et apporte de nouvelles précisions – FF32, INT8 et FP64 – qui accélèrent et simplifient l’adoption de l’IA et étendent la puissance des NVIDIA Tensor Cores à la simulation d’ingénierie et au HPC.
Toutes les applications d’ingénierie n’ont pas besoin des performances d’un GPU A800 40GB Active. Le Multi-Instance GPU (MIG) maximise l’utilisation de l’infrastructure accélérée par le GPU en permettant à un GPU A800 40GB Active d’être partitionné en sept instances indépendantes, entièrement isolées au niveau matériel.
Plusieurs ingénieurs ont ainsi accès à l’accélération GPU avec leur propre mémoire à large bande passante, leur propre cache et leurs propres cœurs de calcul, tout en bénéficiant d’une qualité de service garantie.
Pour alimenter son débit de calcul massif, le GPU NVIDIA A800 40GB Active dispose de 40 Go de mémoire HBM2 à haut débit avec une bande passante mémoire de 1 555 Go/s, soit une augmentation de 79 % par rapport à la NVIDIA Quadro® GV100. En plus des 40 Go de mémoire HBM2, l’A800 40GB Active possède beaucoup plus de mémoire sur la puce, y compris un cache de niveau 2 de 40 Mo, qui est presque 7 fois plus grand que la génération précédente.
La troisième génération de NVIDIA NVLink permet d’échelonner les performances du GPU et de mettre en commun la mémoire en pontant deux cartes NVIDIA A800 40GB Active pour augmenter la capacité de mémoire jusqu’à 80 Go avec un échelonnement quasi linéaire des performances en doublant efficacement le nombre de CUDA et de Tensor Core. La mise à l’échelle des applications sur plusieurs GPU nécessite un déplacement extrêmement rapide des données. Le NVLink de l’A800 40GB Active fournit 400 Go/s de bande passante directe de GPU à GPU.
Le nombre de cœurs est impressionnant avec 6912 CUDA et 432 Gen 3 Tensor Cores, délivrant jusqu’à 9,7 TFLOPS en FP64, 19,5 TFLOPS en FP32, 311,8 TFLOPS en TF32, 1347,4 TOPS en INT8 et 1248 TOPS en INT4. Les résultats des cœurs de tenseur présentés ici sont obtenus avec l’activation de la sparsité structurelle.
NVIDIA A800 40GB Active chez PNY : Quand la précision est primordiale en ingénierie
La carte graphique professionnelle NVIDIA A800 40GB Active apporte des avantages significatifs aux flux de travail de développement de produits d’ingénierie nécessitant la précision FP64 et le HPC. Avec son architecture innovante NVIDIA Ampere, sa capacité mémoire et sa bande passante, et sa compatibilité avec les stations de travail standard, elle peut jouer un rôle clé dans l’avancement des capacités de l’IAO pour concevoir des produits plus fiables en moins de temps, tout en réduisant de façon significative les coûts de développement.
Pour plus d’informations sur le NVIDIA A800 40GB Active, cliquez ici, ou envoyez un e-mail à pnypro[@]pny.eu.
