Die Sandia National Labs visualisieren einige der weltweit größten Simulationen mit NVIDIA®-Technologie

 
 

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Die Sandia National Labs visualisieren einige der weltweit größten Simulationen mit NVIDIA®-Technologie

Die National Laboratories setzen die NVIDIA Quadro®-Grafik und die ParaView-Software wirksam ein, um extrem große Datensätze in Rekordzeit zu rendern

ALBUQUERQUE, NM, CLIFTON PARK, NY und SANTA CLARA, CA - 15. November 2005 - Die Sandia National Labs, Kitware, Inc. und die NVIDIA Corporation (Nasdaq: NVDA) gaben heute einen großen Fortschritt bei der wissenschaftlichen Visualisierung und dem Rendering von großen Datensätzen für Simulationen bekannt, die auf Sandia's neuem Supercomputer, Red Storm, ausgeführt werden. Sandia's Red RoSE-Visualisierungs-Cluster wird verwendet, um diese Daten zu rendern. Damit können Wissenschaftler Real World-Probleme mit einer außergewöhnlichen Genauigkeit und Wiedergabetreue in bestimmten Bereichen analysieren. Hierzu gehören beispielsweise die nationale Verteidigung und Sicherheit, die Luft- und Raumfahrt und die Umweltforschung.

Diese Ergebnisse wurden mit ParaView (www.paraview.org) erreicht, einer Open Source-Visualisierungsanwendung, die auf Red RoSE ausgeführt wurde, einem der weltweit leistungsstärksten Visualisierungsclusters. ParaView wurde von Kitware, Inc. entwickelt (www.kitware.com) und ermöglicht die gleichzeitige grafische Verarbeitung mit mehreren NVIDIA Quadro-Karten im Red RoSE-Visualisierungscluster. Dieser Erfolgt resultiert direkt aus den fortwährenden Bemühungen, skalierbare Visualisierungstechnologien über strategische Investitionen und Entwicklungen zu ermöglichen, und zwar mit Hilfe des NNSA (National Nuclear Security Administration) ASC-Programms (Advanced Simulation and Computing) sowie den ASC Tri-Labs, den Sandia National Laboratories (SNL), dem Los Alamos National Laboratory (LANL) und dem Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL).

Die Visualisierung ist eine integrale Komponente von ASC und wesentlich dafür verantwortlich, die umfangreichen Daten zu verstehen, die in den Simulationen in den National Labs ausgeführt werden. Diese Simulationsergebnisse können äußerst umfangreich (oft im Terabyte-Bereich) werden und stellen eine einzigartige Herausforderung für das Visualisierungssystems dar, das mit der Verarbeitung dieser Daten beauftragt ist.

Der "Red RoSE"-Cluster, ein Bestandteil der Infrastruktur von Sandia bei der Unterstützung der Red Storm-Umgebung, enthält 264 Visualisierungsknoten (Workstations). Jede einzelne verfügt über folgende Ausstattung:

  • NVIDIA Quadro FX 3400 PCI Express-Grafikkarte
  • Workstations mit Dual 3,6 GHz Intel Xeon EM64T-Prozessoren und 4 GByte RAM
  • InfiniBand 4x HCA-Verbindung zum Verarbeiten der Daten über alle 264 Knoten hinweg

"Die Kombination von ParaView und der leistungsstarken NVIDIA-Grafikhardware hat unsere wissenschaftlichen Visualisierungsmöglichkeiten von großen Datensätze deutlich erhöht. Wir können jetzt einige der weltweit größten Datensätze einlesen, verarbeiten und visualisieren," sagte Brian Wylie, Visualization Team Leader bei den Sandia National Labs.

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Bildunterschrift: Der Asteroid Golevka misst ungefähr 500 x 600 x 700 Meter. In dieser CTH-Stoßsimulation wurde eine 10 Megatonnen Explosion im Zentrum der Masse eingeleitet. Die Simulation lief für circa 15 Stunden auf 7200 Knoten von Red Storm und lieferte ungefähr 0,65 Sekunden simulierte Zeit. Die Auflösung betrug 1 Meter, mit einem 1 Kubikkilometer-Netz, das 1,1 Milliarden Zellen enthielt. Das bemerkenswerte Ergebnis dieser Simulation lieferte eine realistische Darstellung der Entstehung und Ausbreitung von Rissen, die in Modellen mit niedrigerer Auflösung nicht zu sehen ist.

"Die fertigen kommerziellen NVIDIA Quadro-Lösungen bieten eine Leistungsfähigkeit bei der Grafikverarbeitung in Visualisierungssystemen, die bisher nur mit teuren proprietären Supercomputern möglich war," sagte Jeff Brown, General Manager für professionelle NVIDIA-Produkte. "Mit Hilfe der NVIDIA Professional-Plattform können unsere Kunden, wie beispielsweise Sandia, Lösungen entwickeln, die in hohem Maße skalierbar sind und die Vorteile der aktuellsten GPU-Technologien nutzen."

ParaView führt verschieden Operationen mit den Daten durch, einschließlich der Berechnung von abgeleiteten Skalarfeldern, T-Stripping, Cutting, Clipping und Glyphing. Die gesamte parallele Rendering-Leistung steht dem Desktop des Benutzers über ein High Performance-System zur Verfügung. Für typische Simulationsergebnisse überträgt ParaView die Bilder aus einem Cluster mit circa 15 Bildern pro Sekunde auf einen Desktop. Diese hohe Leistung wird durch die aktuellste Generation von NVIDIA Quadro-Grafikhardware ermöglicht, die schnelle PCI Express Read-Back-Raten zur Verfügung stellt. ParaView erreicht dank Sandia's paralleler Rendering-Bibliothek (Ice-T) und Sandia's Bildkomprimierungssystems (SQUIRT) eine Rendering-Leistung von über 8 Milliarden Polygonen pro Sekunde.

ParaView ist auf das beliebte Visualisierungs-Toolkit (VTK) aufgesetzt und setzt innovative parallele Rendering-Algorithmen und führende Technologien in handelsüblichen PC-Clustern und Grafikhardware ein, um interaktiv einige der weltweit größten Datensätze zu visualisieren. Zu den aktuellen Mitarbeitern und Entwicklern gehören: Kitware, LANL, SNL und das Army Research Laboratory. ParaView wurde im Rahmen des ASC-Programms vom US-Energieministerium gegründet, und zwar als Teil eines Vertrages mit Kitware, Inc., der von einem Konsortium der drei ASC National Labs vergeben wurde - LANL, SNL und LLNL. Ziel des Projekts ist die Entwicklung von skalierbaren parallelen Verarbeitungs-Tools mit dem Schwerpunkt auf verteilten Speicherimplementierungen. Das Projekt beinhaltet parallele Algorithmen, Infrastruktur, I/O, Support und Anzeigegeräte. Ein wichtiger Bestandteil des Vertrages ist die Tatsache, dass die gesamte entwickelte Software als Open Source vorliegen muss. Daher ist ParaView als Open-Source-System verfügbar.

Über Sandia
Sandia ist ein Multiprogramm-Labor, das von der Sandia Corporation betrieben wird, einem Lockheed Martin-Unternehmen für die National Nuclear Security Administration des U.S.-Energieministeriums. Sandia hat wesentliche R&D-Verantwortung in den Bereichen nationale Sicherheit, Energie und Umwelttechnologien sowie wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit.

Über Kitware
Kitware Inc. ist ein kleines Unternehmen mit fachlicher Kompetenz in den Bereichen Bildverarbeitung, 3D-Grafik, Visualisierung und objektorientierte Softwareentwicklung. Kitware wurde 1998 gegründet und hat mittlerweile Kunden in über 43 Ländern. Zu Kitware's wichtigsten Kunden gehören: Öl & Gasindustrie, medizinische Bildverarbeitung, Regierung, Forschung, Computer-unterstützte Entwicklung und Herstellung, Luft- und Raumfahrt sowie das Ingenieurwesen. Das Ziel von Kitware ist es, modernste Softwarelösungen für Visualisierungs-, Grafik- und Bildverarbeitungs-Software anzubieten. Dies beinhaltet die schlüsselfertige Entwicklung von Endbenutzer-Anwendungen, die Erstellung von benutzerdefinierten Anwendungen für Clients, die Portierung von Open-Source-Tools (beispielsweise VTK, ITK, und CMake) in benutzerdefinierte Hardware, die Unterstützung dieser Open-Source-Software mit Dokumentationen und Tools sowie professionelle Beratung und Dienstleistungen.

Über NVIDIA

Die NVIDIA Corporation (Nasdaq: NVDA) ist ein Marktführer bei visuellen Computing-Technologien mit der Zielsetzung, das interaktive Erlebnis bei Consumer- und professionellen Computer-Plattformen zu steigern. NVIDIAs Grafik- und Kommunikations-Prozessoren haben einen großen Marktanteil und werden in einem weiten Bereich von Computer-Plattformen eingesetzt. Dazu gehören digitale Media-PCs für private Anwender, Unternehmens-PCs, professionelle Workstations, DCC-Systeme zur Erzeugung digitaler Inhalte, Notebooks, militärische Navigations-Systeme und Spiele-Konsolen. NVIDIA hat seinen Unternehmenssitz in Santa Clara, Kalifornien, und beschäftigt weltweit mehr als 2.000 Mitarbeiter. Für weitere Informationen steht die Web Site www.nvidia.de zur Verfügung.

Bestimmte Aussagen in der vorliegenden Pressemitteilung, darunter Feststellungen bezüglich der Leistungserwartungen des Unternehmens an die NVIDIA-Produktreihe und an die weitere Umsatzsteigerung, sind Prognosen, die Risiken und Unsicherheiten unterliegen. Dies kann dazu führen, dass die Ergebnisse erheblich von den Prognosen abweichen können. Zu den Risiken und Unsicherheiten gehören unter anderem Produktionsverzögerungen und anderweitige Verzögerungen bei neuen Produkten, Schwierigkeiten im Produktionsablauf und Abhängigkeit des Unternehmens von Drittanbietern, allgemeine Branchentrends einschließlich zyklische Schwankungen in der PC- und Halbleiterbranche, Auswirkungen von Mitbewerbs-Produkten und Preisalternativen, Marktakzeptanz von neuen Produkten des Unternehmens und Abhängigkeit des Unternehmens von Drittanbieterentwicklern, Berichten von Journalisten sowie Analysten. Investoren wird die Lektüre des Jahresberichts des Unternehmens auf Formular 10-K und der Vierteljahresberichte auf Formular 10-Q bei der Securities and Exchange Commission empfohlen, vor allem die Lektüre der Abschnitte “Factors Affecting Operating Results”, um mehr über diese und andere Risiken zu erfahren.

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