設計業務を加速するHPC

[2007年10月号]

マルチコアプロセッサに代表されるハードウエアの進歩によって、エンジニアリングの現場では、専門性の高いシミュレーションやCAE解析を設計プロセスのより早い段階に前倒しする動きが活発化している

By Beth Stackpole　ソフトウエア/ハードウエア担当コントリビューティング・エディター

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ESIグループのWindows 64ビット版Visual-Crash PAM（VCP）による自動車衝突モデル（要素数約900万）

　クロック速度とグラフィックス処理能力の爆発的な進歩は、長い間CADとCAEツールの性能向上の原動力となってきた。さらに新世代のマルチコアプロセッサとオンボード・グラフィックスエンジンは、エンジニアによる製品設計と実証試験のプロセスに新たな変化をもたらそうとしている。製品開発チームは、こうしたハードウエア技術の発展によって、専門性の高いシミュレーションや解析を設計プロセスの早い段階で行うとともに、完成度の高いモデルに対して共同作業を行ったり、そのモデルを可視化できるようになってきた。

　CAD、CAE、PLMのソフトウエアベンダーは、1年半ほど前から、こうした新しいプラットフォームの長所を活用するべく、自社の製品ラインの更新に取り組んでいる。業界の先頭を走る米Intel社（インテル）（http://rbi.ims.ca/5401-592）や米Advanced Micro Devices社（AMD）（http://rbi.ims.ca/5401-593）が提供するデュアルコアやマルチコアチップのアーキテクチャを用いれば、1台のワークステーションにつき最大8個のコアと64GBのメモリーを搭載でき、米Hewlett-Packard（HP）社（http://rbi.ims.ca/5401-594）や米Dell Computer社（Dell）（http://rbi.ims.ca/5401-595）など主流メーカーが提供する手頃な価格のPC上でも、スーパーコンピュータ並の性能が利用できるようになる。さらに、デュアルコアやマルチコアプロセッサを搭載したワークステーションは、設計ツールの演算速度を向上させるだけでなく、複数の高度なタスクを同時に実行できる。これによってエンジニアは、専用仕様で膨大な費用がかかる特殊なスーパーコンピュータにあえて手を出すことなく、従来の順送りの設計手法から、よりコンカレントな手法に移行できるようになる。

　エンジニアリングと製品開発のコンサルティング業務を展開する米CIMdata社（http://rbi.ims.ca/5401-596）の研究部門ディレクターKen Amann氏は、「価格と性能の比率が改善して、多くの問題が解決された。以前ならば専用のプログラムを使って、何日も何週間もかけて実行していた特殊な処理が、今では日常感覚で実行できるようになった」と言う。「投入できるコンピュータの処理能力が大幅に拡大したことによって、より大規模で複雑なアプリケーションを実行できるようになり、特にシミュレーションの分野において、より多くの仕事を設計プロセスの早い段階で進められるようになった」

　設計プロセスの中でシミュレーションの実施時期を早めることには、さまざまなメリットがある。これまでエンジニアが設計を考案した後、解析の専門家が専用のソフトウエアとシステムを使って、その後の設計変更とは関係なく隔離された状態で解析モデルを作成し、シミュレーションを実行するため、その設計の検証結果がエンジニアにフィードバックされるまでには時間がかかっていた。その時間を節約できるようになる。さらに、設計者が設計を進めると同時に設計オプションをテストできるため、問題点の早期発見につながる。これによって解析専門家の負担を軽減し、解析専門家の能力とコンピュータ資源を大規模なシミュレーションに集中できるようにもなる。

　「今では設計者は、何がのちに問題の原因になるのかを素早く確認して、多くの労力を費やす前に早い段階で設計を修正することができる。その結果、より多くのオプションを検討することができる」（Amann氏）。