Nexus Compute: 엔지니어링 시뮬레이션을 위한 확장 가능한 클라우드 기반 컴퓨팅 기능

Over the past couple of decades, Computer Aided Engineering (CAE) has been a key enabler of product innovation, cutting down time-to-market and product development costs. In the race to virtualising prototype testing, the ability for product teams to conduct a greater number of simulations at an earlier stage in the design process has proven to be a significant competitive advantage.

Today’s Challenges

First, IT managers and CAE engineers are faced with managing a constantly varying workload with a fixed hardware capacity and a limited number of software licenses. This fluctuating demand, which at times leaves machines idle and at other times overwhelms compute servers, has forced engineering teams to resort to deploying a queuing system to ensure full utilisation of their hardware and software assets. While these systems somewhat improve throughput, they do not resolve the insurmountable issue of absorbing peak demand when this one exceeds either the hardware capacity or the availability of software licenses. The lack of compute power availability causes bottlenecks, which often result in product development delays.

Another significant challenge comes from the lack of flexibility of the self-managed HPC systems. Capital expenditures on machines and licenses force the teams to stick to a given hardware/ software configuration with only infrequent and partial upgrades. Purchase decisions often follow a lengthy process. This gives little opportunity for the team to quickly adopt to latest computer technology that could increase compute performance with the latest Graphics Processing Unit (GPU) or lower consumption/high-efficiency architectures such as ARM-based processors.

Small and Medium businesses (SMEs) and even start-ups are not immune to these challenges. In fact, they are further penalised as they often cannot afford the most powerful machines due to their prohibitive cost, and a computing need too small to justify the return on investment.

Of course, one should also note that maintaining an HPC centre comes with a non-negligible cost, operational challenges, and burden to the IT team managing it.

Nexus Compute addresses these issues by offering a cloud-based solution for engineering simulation.

지난 수십 년 동안 컴퓨터 지원 엔지니어링(CAE)은 제품 혁신의 핵심 원동력이 되어 시장 출시 시간과 제품 개발 비용을 절감해 왔습니다. 가상화 프로토타입 테스트 경쟁에서 제품팀이 설계 프로세스의 초기 단계에서 더 많은 시뮬레이션을 수행할 수 있다는 것은 상당한 경쟁 우위를 갖춘 것이라는 게 입증되었습니다.

오늘의 과제

첫째, IT 관리자와 CAE 엔지니어는 고정된 하드웨어 용량과 제한된 수의 소프트웨어 라이선스로 끊임없이 변화하는 작업량을 관리해야 합니다. 때로는 기계가 유휴 상태가 되고 또 다른 때에는 컴퓨팅 서버를 압도하는 변동이 큰 수요로 인해 엔지니어링 팀은 하드웨어 및 소프트웨어 자산을 최대한 활용하기 위한 대기열 시스템을 배포해야 했습니다. 이러한 시스템은 처리량을 다소 개선하지만 하드웨어 용량 또는 소프트웨어 라이선스 가용성을 초과할 때 피크 수요를 흡수하는 난제는 해결하지 못합니다. 컴퓨팅 전력 가용성 부족은 병목 현상을 일으키며, 이는 종종 제품 개발 지연으로 이어집니다.

또 다른 중요한 과제는 자체 관리 HPC 시스템의 유연성 부족입니다. 기계 및 라이선스에 자본 지출이 계속되면 팀은 주어진 하드웨어/소프트웨어 구성을 유지하고 가끔씩 부분적으로만 업그레이드해야 합니다. 구매 결정에는 종종 오랜 과정이 걸리기도 합니다. 이를 통해 팀은 최신 그래픽 처리 장치(GPU) 또는 ARM 기반 프로세서와 같은 낮은 소비/고효율 아키텍처로 컴퓨팅 성능을 향상시킬 수 있는 최신 컴퓨터 기술에 신속하게 적응할 기회를 거의 갖지 못합니다.

중소기업(SME)과 스타트업 역시도 이러한 어려움에서 벗어날 수 없습니다. 사실 이들은 값비싼 비용 때문에 강력한 기계를 구입할 여유가 없고, 투자 수익을 정당화하기에는 컴퓨팅 요구량이 너무 작아서 입장이 불리합니다.

물론 HPC 센터를 유지관리하는 데는 무시할 수 없는 비용과 운영상의 어려움 및 IT 팀이 관리해야 하는 부담이 있다는 점도 알아야 합니다.

Nexus Compute는 엔지니어링 시뮬레이션을 위한 클라우드 기반 솔루션을 제공하여 이러한 문제를 해결합니다.

헥사곤의의 클라우드 컴퓨팅 솔루션

클라우드 컴퓨팅은 확장 가능하고 유연한 하드웨어 및 소프트웨어 리소스 액세스를 제공합니다. Nexus Compute를 통해 당사의 세계적 수준의 엔지니어링 시뮬레이션 소프트웨어를 클라우드로 가져와 고객이 제품 혁신을 추진하고 경쟁력을 향상시키는 데 필요한 도구에 쉽게 액세스할 수 있게 되어 기쁩니다.

Nexus Compute는 헥사곤의 Nexus 플랫폼에서 제공되는 클라우드 네이티브 서비스로, 유연하고 확장 가능하며 안전한 환경에서 사용자가 여러 시뮬레이션을 동시에 실행할 수 있는 기능을 제공합니다. Nexus Compute를 사용하면 엔지니어는 인터넷 연결과 몇 번의 클릭만으로 시뮬레이션을 쉽게 시작할 수 있습니다. 엔지니어링 시뮬레이션을 실행하기 위해 컴퓨팅 리소스나 소프트웨어 라이선스에 투자할 필요가 없습니다. Nexus Compute는 활성 Nexus 계정과 사전 구입한 Nexus 크레디트가 필요한 소비 기반 비즈니스 모델을 제공하는 서비스로서의 소프트웨어(SaaS)입니다. 설정이 필요하지 않습니다. Nexus에 로그인하기만 하면 설계 및 엔지니어링에 집중할 수 있습니다.

계산은 비용과 속도에 최적화된 기계 선택을 통해 최첨단 하드웨어를 활용합니다. 시뮬레이션 엔지니어가 한 번에 실행할 수 있는 시뮬레이션 수는 사실상 제한이 없으므로 병목 현상이 없습니다. 오늘날 Nexus Compute는 이미 다음과 같은 솔버 기술의 실행을 지원합니다. MSC Nastran, Actran, Marc 및 Cradle 소프트웨어(scSTREAM 및 scFLOW).

특히 중소기업(SME)의 경우, Nexus Compute는 기존의 데스크톱 환경에서 대규모 HPC 시스템으로 시뮬레이션을 이동할 수 있는 기능을 제공합니다.

 

	데스크톱 (8코어, 32GB RAM)	Nexus Compute (32코어, 448GB RAM)
솔버 실행 시간	45분 09초	6분 04초

표 1. Nexus Compute, 데스크톱 대비 솔버 실행 시간에서 7배 이상의 성능 향상.

 

이 표는 1,400만 개의 요소로 scFLOW Aircraft 모델을 실행하는 벤치마크의 결과를 보여주며, 동일한 모델의 일반적인 데스크톱 하드웨어 중 하나를 사용하여 Nexus Compute의 실행 시간 확장성을 보여줍니다.

Nexus Compute는 사용자에게 더 많은 코어, 더 많은 메모리 및 초고속 로컬 스토리지에 대한 액세스 권한을 제공할 뿐만 아니라(모두 대형 모델의 컴퓨팅 성능에 긍정적인 영향을 미치는 데 기여함) 사용자가 한 번에 필요한 만큼 많은 작업을 실행할 수 있도록 무한히 탄력적인 용량을 제공합니다. 이는 엔지니어가 설계 대안을 비교하거나 전체 설계 공간을 탐색하고 한 번에 대량의 컴퓨팅 리소스를 확보해야 할 때 특히 유용합니다. 물론 이 사용 사례는 데스크톱에서는 전혀 불가능한 것입니다.

직관적인 사용자 인터페이스로 공정이 간단해집니다. 사용자는 시뮬레이션을 실행하는 데 필요한 입력 파일을 업로드하기만 하면 Nexus Compute가 입력 파일 형식을 자동으로 감지하고 권장하는 기계 구성 세트와 일반적인 실행 설정을 제안합니다. 클릭 한 번이면 작업 제출이 가능합니다. 그런 다음 엔지니어는 시뮬레이션 실행을 실시간으로 모니터링하고 분석을 위해 완료한 후 출력 파일을 검토 및 다운로드할 수 있습니다.

Nexus에서 관리되는 데이터는 동일한 조직의 다른 구성원과 액세스할 수 있는 프로젝트 및 문서로 구성됩니다. 이를 통해 여러 이해관계자와 동료가 시뮬레이션 모델과 결과를 공유하고 중앙 집중식 데이터로 협업할 수 있습니다.

당사는 Nexus Compute 파일럿 프로그램 참가자들로부터 매우 긍정적인 반응을 얻었습니다. 일부는 적당한 비용으로 훨씬 더 큰 모델을 실행할 수 있을 것이라 예상합니다. 다른 이들은 다양한 설계 변형 및 최적화 실행의 확장을 기대합니다. 많은 사람들이 사내 컴퓨팅 용량이 소진되었을 때 클라우드로 확장할 수 있는 솔루션으로 보고 있습니다. 여러분이라면 어떻게 하시겠습니까?

Nexus Compute는 2023년 4분기에 출시됩니다. 

자세한 내용은 nexus.hexagon.com을 참조하십시오.