إطلاق NVIDIA cuDSS لتسريع المحاكاة الهندسية

أطلقت شركة إنفيديا مكتبتها البرمجية الجديدة cuDSS لتصبح متاحة بشكل عام للمطورين والباحثين، بهدف تسريع عمليات المحاكاة الهندسية والعلمية المعقدة عبر وحدات معالجة الرسوميات (GPUs). وتستهدف هذه الخطوة حل معضلة البطء في اختبار التصاميم الصناعية المتقدمة، مثل الرقاقات الإلكترونية وهياكل الطائرات وتقليص الوقت والجهد الحسابي المطلوبين قبل الانتقال إلى مراحل التصنيع الفعلي.

تسريع العمليات الحسابية المعقدة

تعتمد الاختبارات الهندسية الدقيقة على حل أنظمة المعادلات الخطية الضخمة والمشتتة (Sparse Systems)، وهي مرحلة تستهلك قدراً هائلاً من القوة الحسابية وتتكرر باستمرار طوال عملية المحاكاة، مما كان يحد من عدد التصاميم والنماذج التي تستطيع فرق العمل اختبارها عملياً.

وتعمل مكتبة cuDSS، التابعة لمنظومة CUDA-X من إنفيديا، على نقل هذا العبء الحسابي من المعالجات المركزية التقليدية (CPUs) إلى معالجات الرسوميات، مما يرفع كفاءة المعالجة ويقلل الوقت اللازم للوصول إلى النتائج، الأمر الذي يتيح للمهندسين محاكاة نماذج أكبر حجماً وأكثر واقعية بتكلفة تشغيلية أقل.

مكاسب الأداء لدى كبرى الشركات الصناعية

بدأت كبرى شركات البرمجيات والتصنيع الهندسي دمج المكتبة الجديدة في منصاتها التخصصية لتسريع التطوير، وجاءت النتائج وفق ما أعلنته الشركات على النحو التالي:

• أبلايد ماتيريالز (Applied Materials): حققت تسريعاً يصل إلى 10 أضعاف مقارنة بالمعالجات المركزية عند حل المعادلات المشتتة في منصة Ginestra لمحاكاة فيزياء أشباه الموصلات. – داسو سيستمز (Dassault Systèmes): سجلت تحسناً في السرعة يتراوح بين 8 و10 أضعاف في حلول المحاكاة الهيكلية والكهرومغناطيسية عبر أدوات Abaqus. – زايس (ZEISS SMT): بالتعاون مع منصة COMSOL، حققت الشركة تسريعاً بمقدار 4 أضعاف في اختبارات محاكاة بلازما الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV)، حيث أتمت المحاكاة الكاملة في ستة أيام و14 ساعة. – كادينس (Cadence): دمجت المكتبة في برنامج Celsius لتسريع محاكاة الحرارة والإجهاد الهيكلي في الرقاقات ثلاثية الأبعاد المعقدة لعملاء مثل نوكيا.

• سينوبسيس (Synopsys) وسيمنز (Siemens): اعتمدت سينوبسيس المكتبة في أداة محاكاة الرقاقات لمساعدة إنفينيون (Infineon)، بينما وظفتها سيمنز في برنامج Simcenter STAR-CCM+ لدراسة التفاعل بين السوائل والهياكل..

التوافق وقابلية التوسع

صُممت المكتبة لتعمل بمرونة تبدأ من محطات العمل الفردية وتتوسع لتصل إلى مجموعات الحوسبة الفائقة الضخمة دون تعقيدات إضافية في التهيئة، كما تتيح للمطورين دمج إمكانات التسريع عبر معالجات الرسوميات في أدواتهم القائمة مسبقاً من خلال دعم واجهات برمجة متعددة تشمل:

• لغة C
• لغة ++C
• لغة Python
• لغة Fortran

وتستعرض إنفيديا قدرات مكتبة cuDSS بالتعاون مع «داسو سيستمز» عبر منصات العرض المخصصة لهما ضمن فعاليات مؤتمر GTC المقام في برلين.

المصدر: NVIDIA