SMACC-Labs

Computing Cluster

SMACC Computing Cluster on raskaaseen tekniseen laskentaan tarkoitettu hajautettu laskentaympäristö eli laskentaklusteri. Laskentaympäristöön on asennettu yleisimmin käytetyt analyysi- ja simulointiohjelmistot sisältäen sekä kaupallisia että avoimen lähdekoodin ohjelmistoja. Myös erityistarpeisin tarkoitettuja ohjelmistoja voidaan asentaa tarpeen mukaan ympäristöön. Laskennalliset menetelmät auttavat sekä suuria että pieniä yrityksiä tehostamaan tuotekehitystä sekä kehittämään teknisesti edistyksellisiä tuotteita. Tämä saavutetaan käyttämällä virtuaalimalleja suunnitteluprosessissa, tehokkaalla teknisellä laskennalla sekä fyysisten prototyyppien tarpeen vähenemisellä. Computing Cluster tarjoaa palveluita sekä rinnakkaistettuun tekniseen laskentaan että laskenta-alustan kehitetyn laskentateknologian hyödyntämiseen. Laskentaklusteria voidaan hyödyntää mm. laajoissa laskentatehtävissä, jotka vaativat suuria määriä laskenta-ajoja eri parametreilla sekä haastavissa optimointitehtävissä. Computing Cluster tarjoaa tähän avaimet käteen -palvelun sisältäen sekä mallinnuksen ja simuloinnin asiantuntemuksen että varsinaisen laskennan suorituksen.

Kilpailuetu

Computing Cluster tarjoaa ainutlaatuisen kokonaisuuden, jossa yhdistyvät asiantuntijuus, laskentapalvelut sekä kokeellinen toiminta (mallien ja laskennan tulosten validointi ja verifiointi). SMACCin tuella yritykset voivat kehittää sekä omia tuotteitaan että omia toimintaprosessejaan kilpailuedun saavuttamiseksi.

Hyödyt

Yritykset voivat hyötyä laskentaklusteri-ympäristöstä mm. ostettavien laskentapalveluiden muodossa tai yhteistyöllä SMACCin kanssa tutkimushankkeissa, jolloin laskennan osaamista ja teknologioita voidaan siirtää yrityksille. SMACC ei myy suoraan koneaikaa laskentaklusteristaan.

Käyttökohteet

Laskentaklusterin avulla saadaan tehokkaasti laskettua teknisiä analyysejä, jotka ovat mallien koon puolesta (esim. muistivaatimukset) käytännössä mahdottomia suorittaa tavanomaisilla henkilökohtaisilla tietokoneilla tai toisaalta tarvittava laskenta-aika kasvaa liian pitkäksi käytännön projektien kannalta. Rinnakkaistuvan laskentaympäristön ideana on jakaa laskentatehtävä pienempiin toisiinsa kytkeytyneisiin osatehtäviin, jotka lasketaan samaan aikaan eri tietokoneilla ja laskentaytimillä. Tyypillisinä esimerkkeinä ovat hyvin tarkkojen 3D-mallien CFD/FEM-analyysit, aikatason simulaatiot sekä multifysiikka-analyysit. Myös tuloksen jälkikäsittelyyn ja visualisointiin ympäristö antaa hyvän tuen. Parametristen laskentamallien yhteydessä myös laajojen parametrivariointien ja optimointiongelmien suorittaminen on mahdollista ja tuloksia saadaan tehokkaasti nopealla aikataululla.

Pk-yritysten tapauksessa voidaan esimerkiksi laskea tietyn rakenteen käyttäytymistä hyvin erilaisilla alkuarvoilla, ja tulosten avulla voidaan muodostaa yrityksen tuotteiden käyttäytymistä kuvaavat yksinkertaiset riippuvuudet, esimerkiksi alkuvaiheen suunnittelu- tai tarjousprosessin tueksi. Laskentaympäristön laaja ohjelmistotarjonta mahdollistaa hyvin laajasti eri teknologioiden laskentatarpeet.

Ydinosamisalueet

SMACCilla on laaja joukko asiantuntijoita, jotka soveltavat laskennallisia menetelmiä tutkimustyössään ja voivat tarjota tutkimus- ja kehityspalveluita. Näitä ovat esimerkiksi:

  • Rakenneanalyysiin ja rakenteiden dynamiikka
  • Ääni- ja värähtelytarkastelut
  • Akustiikka
  • Kone- ja konejärjestelmien dynamiikka
  • Virtauslaskenta
  • Sähkökoneet ja sähkömagnetiikka
  • Yllämainittujen kytkentä, multifysiikka
  • Parametrivarioinnit, herkkyystarkastelut, optimointitehtävät

Laskentaympäristö

Laskentaklusteri on tarkoitettu laajamittaiseen rinnakkaaseen laskentaan, eli laskentaan, joka käyttää useita (jopa kymmeniä) tietokoneita samaan aikaan. Jokainen klusterin tietokone taas sisältää jopa kymmeniä laskentaytimiä. Computing Cluster -laskentaklusteri on koko ajan laajentuva laskentaympäristö. Alkuvuonna 2017 se koostuu 92 laskentakoneesta, yhteensä yli 2000 laskentaytimestä. Koneet on yhdistetty laskentadataa varten erittäin nopealla InfiniBand-verkolla (40 Gbps versio), jotta rinnakkaislaskennasta saadaan tehokasta. Itse laskentakoneet ovat erilaisia M- ja R-sarjan Dell PowerEdge -tietokoneita, joissa on tyypillisesti 128–512 GB muistia, laajimmillaan yksittäisessä koneessa 1.5 TB. Laskentadatan tallentamiseen klusterissa on NetApp-levyjärjestelmä.