GPU如何为设计师和工程师打开人工智能之门

谈谈为什么单靠CPU无法满足尖端工程师和设计师的需求？

设计师和工程师的工作方式正经历着巨大的变化。依靠员工作为计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）专家的行业面临着许多挑战，包括日益复杂的工作流程。数据密集型、多应用的工作流程现在很普遍，CAE仿真在设计过程中被更早地执行。此外，随着设计变得更加复杂，数据集的数量和大小也在增加。为客户研究或市场销售目的直接从CAD文件生成逼真的图像越来越普遍。

工作环境继续转变。现在，分布式团队和远程工作人员是常态，这增加了对实时、虚拟协作的需求。在今天的商业现实中的一个基本要求是，工程师和设计师必须能够在任何地方工作。对更快的可视化迭代的需求也在增加。

新兴技术正在迅速发展。生成式设计的使用越来越多，推动了创新，同时对人工智能增强的解决方案的需求也在加强。丰富的沉浸式体验，包括增强现实（AR）和虚拟现实（VR），推动了对极高性能图形和渲染能力的需求，并辅之以人工智能（AI）。本文介绍了为什么使用最新专业GPU产品的加速计算对人工智能和机器学习（ML）应用如此有效。

AI/ML的GPU相对于中央处理器（CPU）的优势

与GPU相比，将CPU用于人工智能驱动的任务或能力是根本不可行的。GPU正在取代CPU用于AI/ML，因为GPU具有并行处理能力，可以同时运行大量的计算线程。英伟达RTX专业GPU拥有专门用于加速AI矩阵乘法过程的张量核心，用于深度学习（DL）训练和推理。

面向工程师的领先开源和专有AI解决方案需要GPU才能发挥作用。如果没有GPU提供的计算和图形能力，在工程CAD、CAE、图形、模拟和加速可视化中使用AI/ML和DL是不可行的。

支持人工智能的GPU功能

企业在选择GPU时必须考虑其独特的需求。GPU解决方案必须支持人工智能并具备这些功能。联泰集群公司提供的最新NVIDIA RTX算力平台产品针对支持AI的CAD、CAE和3D产品设计应用进行了强化。新一代的NVIDIA GPU产品包括NVIDIA RTX 6000 Ada Generation、NVIDIA H800和NVIDIA L40数据中心GPU。

支持CAE的工程模拟： 工程模拟需要具有大型缓存和内存的GPU，以便同时运行3D设计和实时模拟。NVIDIA® RTX 6000 Ada CUDA®核心和更大的二级缓存提高了计算性能，以实现更快、更复杂、更高保真度的工程/CAE模拟。RTX 6000 Ada是一款强大的工作站GPU，提供高性能、实时光线追踪和AI加速的可视化或逼真的渲染。RTX 6000 Ada针对当今的专业工作流程进行了优化，将142个第三代RT核心、568个第四代Tensor核心和18176个CUDA核心与48GB的GDDR6 ECC显存结合起来。Ada特有的着色器提供了显著的图形性能提升，以实现与更大、更复杂的模型和装配的流畅、实时互动。

支持人工智能的应用程序现在可以处理大型CAD数据集： 人工智能应用需要具有大量显存的GPU，用于支持人工智能的多应用工作流程或人工智能应用开发系统。强大的GPU和内存子系统使设计师能够处理复杂的逼真渲染，以加快产品设计迭代和项目审查。

要同时运行3D设计和实时模拟，需要具有大的缓存和内存的GPU。RTX 6000中48GB的GPU内存使创作者能够无缝地处理更大的3D数据集和场景，而不必降低设计的复杂性或显示分辨率。GPU还提供了改进的图形性能，以实现复杂模拟的逼真结果的可视化。

数据中心的工作负载： 数据中心需要能够处理各种工作负载能力的GPU。NVIDIA H800 Tensor Core GPU专为需要可靠的能效比硬件的全天候数据中心运作而设计。NVIDIA H800以前所未有的性能和可扩展性提供大规模的人工智能和高性能计算（HPC）。该产品可以被划分为合适大小的多实例GPU（MIG）分区，供多个用户运行较小的任务。Hopper保密计算可确保共享数据中心基础设施上敏感应用程序的安全。英伟达H800包括英伟达AI企业版软件套件，可以简化大型组织的AI开发和部署，包括工程和设计组。

加速可视化： 企业需要具有高性能能力的GPU来支持模拟，加快数据分析并支持科学研究。英伟达L40 GPU具有独特的优势，能够为工程师提供现代数据中心所需的视觉计算能力。它提供了极高的性能和可扩展性，以满足复杂工作负载的各种计算需求。它采用第三代RT核心，增强了实时光线追踪能力。支持FP8数据格式的第四代Tensor Cores可以提供超过1 petaflop的推理性能。该GPU使用最新的CUDA核心和48GB的GDDR6 ECC显存，以加速高性能虚拟工作站实例上的视觉计算工作负载。L40还支持NVIDIA Omniverse Enterprise中大规模数字双胞胎的视觉计算要求。

NVIDIA RTX 6000 Ada GPU

Ansys汽车空气流动模拟

NVIDIA RTX 6000 GPU被用于高端设计、制造和产品开发的CAE模拟。Ansys公司使用RTX 6000进行风洞分析，利用其Ansys Discovery应用程序对一辆汽车上空的气流进行实时分析。Ansys Discovery是建立在NVIDIA CUDA技术之上，在NVIDIA RTX GPU上运行。

外部空气动力学模拟研究了气流入口、压力出口和边界条件。Ansys软件利用FP32计算性能、可视化功能和48GB GDDR6 ECC内存，能够以最快的速度进行 "假设 "分析和设想。Ansys工程的外部气流模拟运行得更快，在超过1000万个单元的典型运行中，节省了超过7.5小时。

在NVIDIA RTX 6000 GPU上运行的Ansys风洞模拟。

用最新的GPU满足高级AI/ML的需求

CAD和CAE专业人员面临着许多挑战，工程师和CAE专家的工作方式正在迅速改变。工作流程是数据密集型的，而且数据集的大小和数量都在增加。仿真现在在设计过程中被大大提前执行。生成式设计、计算机模拟以及AR和VR等技术的使用需要使用高性能的GPU和人工智能的解决方案。具有并行处理能力的GPU需要同时运行大量的计算，以满足先进的图形和AI/ML需求。

联泰集群公司提供的最新NVIDIA RTX专业GPU算力平台能够满足当今专业工作流程的要求，包括前所未有的AI/ML和3D设计/模拟处理性能。这些GPU算力平台提供先进的图形功能，包括渲染和追踪，以提供逼真的图像。

关于联泰集群如何帮助为CAD和CAE工程工作站选择合适的NVIDIA RTX GPU的更多信息，请访问www.lthpc.com。