Nexus Compute: Skalierbare cloudbasierte Compute Capability für Simulationen im Bereich Engineering

In den letzten Jahrzehnten hat sich CAE (Computer Aided Engineering) als maßgeblicher Treiber für Produktinnovationen entwickelt, um Kosten für Produktentwicklung und Markteinführung zu reduzieren. Im Zuge der Virtualisierung von Prototypentests bietet die Durchführung von mehr Simulationen bereits zu Beginn des Entwicklungsprozesses einen erheblichen Wettbewerbsvorteil.

Aktuelle Anforderungen

Das Arbeitspensum von IT-Managern und CAE-Ingenieuren schwankt stark, während die Hardwarekapazitäten konstant bleiben und Softwarelizenzen begrenzt sind. Dieses Pensum, das sowohl zu Maschinenstillstand als auch zu Serverüberlastung führen kann, wurde bislang mit einem Queue-System gesteuert, das die volle Auslastung von Hardware- und Software-Assets sicherstellen soll. Der Durchsatz wird dadurch optimiert. Projektspitzen, welche die Hardwarekapazität oder die Anzahl vorhandener Softwarelizenzen übersteigen, können jedoch nicht abgefedert werden. Die fehlende Verarbeitungsleistung verursacht Engpässe, die auch zu Verzögerungen bei der Produktentwicklung führen können.

Ein weiterer Nachteil liegt in der mangelnden Flexibilität selbstverwalteter HPC-Systeme. Geleistete Investitionen in Systeme und Lizenzen zwingen die Teams dazu, an einer bestimmten Hardware-/Softwarekonfiguration festzuhalten, die nur selten bzw. teilweise aufgerüstet wird. Da Kaufentscheidungen sich oftmals langwierig gestalten, ist eine schnelle Anpassung an die neueste Computertechnologie durch hohe Rechenleistungen, die neueste GPU (Graphics Processing Unit) oder sehr energieeffiziente ARM-Prozessoren nicht immer gegeben.

Gerade für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) wie auch Start-ups wirkt sich das nachteilig aus. Diese haben oft nicht die finanziellen Mittel für die leistungsstärksten Systeme. Ihr oftmals geringer Datenverarbeitungsbedarf rechtfertig eine so hohe Investition nicht.

Auch die Wartung eines HPC-Zentrums ist für das IT-Team eines Unternehmens mit nicht unerheblichen Kosten, auch was den laufenden Betrieb betrifft, verbunden.

Nexus Compute bietet hier eine cloudbasierte Lösung für Simulationen im Bereich Engineering.

Cloudbasierte Computing-Lösung von Hexagon

Cloud-Computing bietet skalierbaren und flexiblen Zugriff auf Hardware- und Softwareressourcen. Nexus Compute bringt Hexagons erstklassige Engineering-Simulationssoftware in die Cloud und unterstützt seine Kunden dabei, Produktinnovationen voranzutreiben und wettbewerbsfähig zu bleiben.

Mit dem cloudnativen Dienst Nexus Compute auf der Nexus-Plattform von Hexagon können Anwender in einer flexiblen, skalierbaren und sicheren Umgebung jede beliebige Anzahl von Simulationen gleichzeitig ausführen. Simulationen lassen sich einfach mithilfe einer Internetverbindung und nur weniger Klicks starten. Investitionen in Computing-Ressourcen oder Softwarelizenzen sind nicht erforderlich. Nexus Compute ist ein verbrauchsbasiertes Software-as-a-Service (SaaS)-Angebot. Für dessen Nutzung wird ein aktiver Nexus-Account sowie im Voraus gekaufte Nexus-Credits benötigt. Melden Sie sich einfach bei Nexus an und legen Sie los. Ein Setup ist nicht erforderlich.

Die Berechnung nutzt modernste Hardware mit einer hinsichtlich Kosten und Geschwindigkeit optimierten Systemauswahl. Die Anzahl gleichzeitig ausführbarer Simulationen ist nahezu unbegrenzt, sodass Engpässe ausgeschlossen sind. Bereits heute unterstützt Nexus Compute folgende Solver: MSC Nastran, Actran, Marc und Cradle Software (scSTREAM und scFLOW).

Insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen bietet Nexus Compute die Möglichkeit, Simulationen von ihrer traditionellen Desktop-Umgebung auf große HPC-Systeme zu übertragen.

Tabelle 1. Nexus Compute –7-fach höhere Leistung im Vergleich Solver-Laufzeit gegenüber Desktop.

Die Tabelle stellt die Ergebnisse eines Benchmark-Aircraft-Modells von scFLOW mit 14 Millionen Elementen dar und vergleicht die Skalierbarkeit der Laufzeit von Nexus Compute mit einer typischen Desktop-Hardware für dasselbe Modell.

Nexus Compute bietet nicht nur Zugriff auf mehr Cores, mehr Arbeitsspeicher und extrem schnellen lokalen Speicher (d.h. höhere Rechenleistung), sondern bietet auch eine unendlich variable Kapazität, um mehrere Aufträge gleichzeitig ausführen zu können. Dies ist besonders hilfreich für den Vergleich verschiedener Designalternativen oder für eine Gesamtkonstruktion mit einem beträchtlichen Bedarf an Computing-Ressourcen. Auf dem Desktop ist so eine Anwendung nicht einmal vorstellbar.

Der Prozess ist dank einer intuitiven Benutzeroberfläche unkompliziert. Sind die für die Simulation erforderlichen Eingabedateien hochgeladen, erkennt Nexus Compute automatisch das Dateiformat und schlägt eine Reihe empfohlener Systemkonfigurationen und typischer Ausführungseinstellungen vor. Auftragserstellung mit nur einem Klick Die Simulation lässt sich in Echtzeit überwachen. Nach Abschluss kann die Ausgabedatei überprüft und zur Auswertung herunterladen werden.

Die in Nexus über Projekte und Dokumente verwalteten Daten lassen sich allen Mitarbeitern zur Verfügung stellen. So können alle Projektbeteiligten Simulationsmodelle und -ergebnisse gemeinsam nutzen und an zentral gespeicherten Daten arbeiten.

Die Rückmeldungen der Teilnehmer unseres Nexus Compute Pilotprogramms waren äußerst positiv. Selbst wesentlich größere Rechenmodelle könnten zu moderaten Kosten erstellt werden und eine Skalierung auf viele Designvarianten und Optimierungsläufe ist vorstellbar. Einige Teilnehmer prüfen derzeit den Einsatz von Nexus Compute als Cloud-Lösung, wenn ihre interne Rechenkapazität ausgeschöpft ist. Wie könnten Sie profitieren?

Nexus Compute ist seit Ende 2023 verfügbar.

Weitere Informationen finden Sie unter nexus.hexagon.com.