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Technisches Magazin Ausgabe 1 | 2022

SIMULIA | 3DEXPERIENCE | CLOUD |
Florian Hinder, 3DS-PLM Technical Sales

Das HPC Paradoxon mit Potential

Wir sind der Frage nachgegangen, warum Rechnungen auf 144 Cores schneller und wirtschaftlicher sind als auf 4 Cores. Die Dauer einer Simulation für ein Modell wird maßgeblich durch zwei Faktoren bestimmt: Der Performance von verfügbarer Hardware und der Core-Anzahl, die benutzt werden. Wie bringt man Schnelligkeit und Wirtschaftlichkeit zusammen? Lesen Sie im folgenden Artikel, welche Lösung wir in unserem internen Benchmark ermittelt haben.

Wenn die beiden Faktoren Performance und Anzahl der benutzten Cores die Dauer einer Simulation bestimmen, dann ist die naheliegende Idee, die notwendigen Rechencluster durch Hardware-Investitionen zu schaffen.

Warum nutzt nicht jeder ein High Performance Computing Cluster (HPC)?

Je häufiger auf die neueste Hardware gewechselt, und je mehr Cores man nutzt, desto höher wird das Investment. Um ein großes Rechencluster zu betreiben, sind auch noch Lizenzen notwendig. Zwar nimmt der Preis je zusätzlichem Core ab, für viele Kunden ist dieser Invest trotzdem nicht wirtschaftlich.

Das sind keine Optionen
  • Die Hardware solange als möglich nutzen.
  • Wenig Cores beziehen und damit lange Rechenzeiten in Kauf nehmen.
  • Wartung erst freigeben, wenn die Zeit drängt.
  • Lizenzen auf Wartestellung halten.

Dieses Vorgehen führt bei allen Beteiligten, die auf Ergebnisse angewiesen sind, zu Unmut und im schlimmsten Fall zu Projektverzug.

Ein neues Lizenzmodell: Ist das die Lösung?

Um Berechnungen so wirtschaftlich und effizient als möglich zu gestalten, haben wir ein alternatives Lizenzmodell getestet:

  • High Performance Computing Hardware (HPC) wird für eine optimale Performance bereitgestellt.
  • Nutzung von bis zu 144 Cores möglich.
  • Gleichzeitiges Rechnen von mehreren Jobs (auch auf 144 Cores).
  • Der Solver wird nach Verbrauch abgerechnet.
Der CENIT interne Benchmark

Um zu vergleichen, um wie viel besser eine perfekt abgestimmte und neue Hardware ist, rechneten wir einen internen Benchmark. Dafür haben wir unsere Hardware Cluster mit je 12 Cores zu einer Vergleichsrechnung* herangezogen. Die Hardware in Cluster 1 ist ca. 2,5 Jahre alt, die Hardware in Cluster 2 ca. 6 Jahre.

*Die Werte sind normiert; es wurde implizit gerechnet.

Ergebnisse, die ermittelt wurden
  • Die ältere CENIT Hardware ist im Vergleich zur neueren um 40% - 50% langsamer
  • Auf 4 Cores ist die Software as a Service mit HPC Hardware um 25% schneller
  • Bei HPC 8 Cores zu CENIT 12 Cores ist die HPC Hardware um 28% schneller
  • Bei einer Nutzung von 144 Cores ist die HPC Hardware um 60% schneller als die CENIT Hardware

Benchmark

Abb. 1: Ergebnisse des internen CENIT Benchmarks

Das HPC Paradoxon

Unsere Ergebnisse zeigen, dass bei der Verwendung einer hohen Anzahl von Cores nicht analog mehr Kosten verursacht werden. Unser Test zeigt genau das Gegenteil. In Kombination mit dem verbrauchsbasierten Lizenzmodell sind die anfallenden Kosten von der Rechendauer und der genutzten CPU abhängig. Somit ist die Variante mit 144 Cores nicht nur die schnellste, sondern häufig sogar die günstigere Alternative.

Das HPC Paradoxon wurde in der folgenden Grafik unter Abbildung 2 dargestellt (die Werte sind normiert):

HPC ParadoxAbb. 2: Das HPC Paradoxon

Auf einen Blick
  • Neues verbrauchsbasiertes Lizenzmodell.
  • Nutzung unserer High Performance Compute Hardware als Software as a Service.
  • Rechnungen auf 144 Cores starten.
  • Geringere Kosten bei schnelleren Berechnungen.
Für wen eignet sich das neue Lizenzmodell?
  • Abaqus Berechner um Peak Lasten abzufedern, bei dringend benötigten Berechnungen.
  • Gelegenheitsnutzer der Abaqus Software, die Lizenzen sporadisch nutzen.
  • Für jeden, der unser SIMULIA Portfolio nutzen möchte. Damit werden ebenso unsere führenden Simulationstools in Bereichen wie MKS, CFD, Elektrik, Akustik und FEM ermöglicht.
Bei den dargestellten Beispielen handelt es sich um SIMULIA Abaqus Berechnungen. Wenn Sie Fragen zur genutzten Hardware, zum Lizenzmodell oder zu anfallenden Kosten haben, sprechen Sie uns an.