COMSOL Server™と COMSOL Compiler™ + HPC高速化コツ

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1 COMSOL Server と COMSOL Compiler + HPC 高速化コツ 計測エンジニアリングシステム株式会社システム部山口徹

2 もくじ 1 1. 概要 2. COMSOL Server 事例紹介 3. COMSOL Compiler 紹介 4. HPC 高速化コツ

3 1. 概要 2 プラットホーム製品 デプロイメント製品

4 1. 概要 (Cont.) 3 アプリケーションビルダー Windows 版 COMSOL Multiphysics の標準機能 モデル アプリ化したファイル (.mph ファイル ) は COMSOL Multiphysics ライセンスで使用できる ユーザーはモデルとアプリを編集できる アプリ アプリ化したファイル (.mph ファイル ) を COMSOL Server にアップロードすると WEB ブラウザーから COMSOL Server へログインしてアプリを使用できる アプリ化したファイルをコンパイルすると 単独アプリが作成される (.exe/.sh/.tar ファイル ) 単独アプリは COMSOL ライセンス不要で使用できる コンパイルには COMSOL Compiler が必要

5 1. 概要 (Cont.) 4 アプリ化の目的 目的 誰でも使いやすい GUI 画面 パラメータ入力で 汎用性を高める 入力値チェック ( バリデーションチェック ) ソルバー機能の拡張 スタディ 1 の結果を評価 スタディ 2 に引き継ぎ 独自の最適化ルーチンの追加 外部ライブラリとのソルバー連携 ポスト機能の拡張 レポート機能で 計算結果を簡単にまとめる ポスト機能を拡張し さらに分かりやすい結果出力

6 2. COMSOL Server 事例 5 1) COMSOL Server とは? 2) COMSOL Server ワールドワイド事例 3) COMSOL Server 事例

7 2-1) COMSOL Server とは? 6 Web ポータルとして運用できる解析アプリ共有システム 機能 解析アプリを WEB 配信 ユーザーは WEB ブラウザで COMSOL Server にアクセスし 解析アプリを実行 特徴 クラスター実行可能 ワールドワイド公開可能 主な利用方法 解析アプリの WEB 共有 社員教育ツール ( 解析技術者向け ) 業務改革プラットフォーム STEM 教育プラットフォーム

8 2-2) COMSOL Server ワールドワイド事例 作業工数 7 ABB 導入効果 変圧器のハム音低減に解析アプリを利用 CAE 教育用アプリも多数配信 世界中の拠点から COMSOL Server を利用 CAE 教育が全社隅々まで浸透し 高付加価値製品の開発速度が向上 Mahindra 騒音規制をクリアし適度な排気鼓動音を残すマフラー設計の効率化に貢献 導入効果 解析ユーザー数の推移 設計 製造プロセスの工数 解析 解析 + 設計 製造 開発時期 設計 製造に解析アプリ展開 CAE 前倒しと試作回数削減で 製造コストを大幅削減

9 2-2) COMSOL Server ワールドワイド事例 (Cont.) COMSOL NEWS 2019 マヒンドラオートバイ : シャーシーデザイナー 車体開発 / 先行技術開発での適用事例 8

10 2-2) COMSOL Server ワールドワイド事例 (Cont.) 9 ハードフォード大学 STEM 教育 : 生徒の学習の強化をシミュレーションアプリで

11 3. COMSOL Compiler 紹介 10 1) COMSOL Compiler とは? 2) COMSOL Compiler 詳細 3) デモ実演 4) COMSOL Server vs COMSOL Compiler

12 3-1) COMSOL Compiler とは? 11 単独アプリを作成し 配布が可能です Windows/Mac/Linux に対応 単独アプリ実行時に COMSOL ライセンスは不要です 制限事項 ( サポート外の製品 機能 ) 材料ライブラリ LiveLink for PTC Pro/ENGINEER LiveLink for PTC Creo Parametric File Import for CATIA V5 FNL ライセンスに含まれている バッチプロセス実行機能 クラスター計算機能

13 3-2) COMSOL Compiler 詳細 操作手順 1. [ アプリケーションビルダー ] へ移動 2. [ フォーム ]>[ 実行ファイル ] をクリック 3. [ 設定 ] ウィンドウで下記を操作 1. [ 出力ディレクトリ ] の設定 2. [ プラットフォーム ] の選択 3. [ スプラッシュ ] の設定 4. 必要に応じてアプリケーションツリーから [ メインウィンドウ ] を選択し [ アイコン ] を設定 5. [ フォーム ]>[ 実行ファイル ] の [ 設定 ] ウィンドウで [ コンパイル ] アイコンをクリック 単体アプリが作成される

14 3-3) デモ実演 13 デモ実演

15 3-4) COMSOL Server vs COMSOL Compiler COMSOL Compiler と COMSOL Server の違いは? COMSOL Server コンパイル済み単独アプリケーション クラスター上での実行はいいいえ ユーザーアクセス制御 はい いいえ ( アプリケーション作成者はパスワード保護 有効期限の設定 hostidロックが可能 ) バージョン制御 ( 最新版への ) はい いいえ ブラウザーからの実行はいいいえ COMSOL ライセンスが実行に必要か 任意のコンピューターでの実行 はい はい インターネットまたはネットワーク接続も必要 いいえ はい インターネット接続は不要 詳細は弊社ブースまたは弊社スタッフまで 14

16 4. HPC 高速化コツ 15 1) サービスベンダ PC ベンダご紹介 2) 高速化コツ

17 4-1) サービスベンダ PC ベンダご紹介 16 サービスベンダ 計算科学振興財団 (FOCUS) 機器展示 海洋研究開発機構 (JAMSTEC) カタログ 東京工業大学学術国際情報センター (GSIC) TSUBAME Rescale 機器展示 伊藤忠テクノソリューションズ 機器展示 PC ベンダ 日本ヒューレット パッカード株式会社 カタログ SCSK 株式会社 カタログ 株式会社 HPC テック 機器展示 ビジュアルテクノロジー株式会社 機器展示 HPC システムズ株式会社 アプライド株式会社 機器展示

18 4-2) 高速化コツ 17 1 SMP+DMP で更に高速化 (FNL 必須 ) 2 Work Station 環境でも DMP 高速化が可能 (FNL 必須 ) 3 4 Windows なら COMSOL 5.4 を推奨 HPC 情報源

19 4-2) 1 SMP+DMP で更に高速化 (FNL 必須 ) 計算時間 [s] 18 並列化効率が高い場合 改善が難しい 総コア数 [ コア ]

20 4-2) 1 SMP+DMP で更に高速化 (FNL 必須 ) (Cont.) 計算時間 [s] あまり並列化効率が高くない場合 総コア数 32 [ 48 コア ]

21 4-2) 1 SMP+DMP で更に高速化 (FNL 必須 ) (Cont.) 計算時間 [s] あまり並列化効率が高くない場合 改善できる 総コア数 32 [ 48 コア ]

22 4-2) 2Work Station 環境でも DMP 高速化が可能 (FNL 必須 ) 21 Linux そのまま COMSOL のクラスター計算機能を追加可能 Windows HPC Pack ( 無料 ) の導入後 Linux 手順に従う Windows 7/8.1/10 でも可能 HPC Pack 事例 1) 社内事例課題 : tuning_fork モデル環境 : 8 コア 結果 : 1.3X 高速化 (SMP 比 ) 事例 2) お客様事例課題 :3D 構造力学 固有値解析 時間依存環境 :12 コア x2 結果 : 10X 高速化 (SMP 比 ) Windows Workstation で DMP 高速化を実施

23 4-2) 3Windows なら COMSOL 5.4 を推奨 22 事例 3) ディスカッションフォーラム掲載事例 [ 環境設定 ] > [ マルチコアおよびクラスターコンピューティング ] 結果 : 7X 高速化 (5.3 比 )

24 4-2) 4HPC 情報源 23 Knowledgebase 866 公式情報のチェックを推奨 What hardware do you recommend for COMSOL Multiphysics? 補足 Selecting hardware for a compute cluster COMSOL and Multithreading Running COMSOL in parallel on clusters Running COMSOL Multiphysics and COMSOL Server in the Cloud 最近の問い合わせ (HPC ハードウェア関連 ) Q1 COMSOL は Omni-Path インターコネクトに対応していますか? A1 はい 対応しております TSUBAME 3.0 などでの事例もございます またもちろん 競合の Infiniband にも対応しております Q2 COMSOL は AVX512 命令セットに対応していますか? A2 はい 対応しております 直接法 PARDISO ソルバーなどで 高効果です