FEMZIP
FEMZIP | Kompresja wyników symulacji
Symulacje komputerowe, stosowane powszechnie w rozwoju produktów, generują stale rosnący wolumen danych. Wynika to z budowy coraz większych, bardziej szczegółowych modeli oraz ze zwiększenia liczby obliczeń wykonywanych na potrzeby optymalizacji projektów inżynieryjnych.
Dane z symulacji muszą być analizowane, przesyłane między inżynierami oraz archiwizowane do późniejszego wglądu lub ponownej analizy. Przepustowość sieci oraz przestrzeń dyskowa często stają się wąskimi gardłami w codziennej pracy inżynierów. Wyzwaniem jest tutaj wydajna obsługa dużych zbiorów danych bez straty czasu i pamięci masowej.
Odpowiedzią na te problemy jest oprogramowanie do kompresji FEMZIP od SIDACT GmbH. Zostało ono zaprojektowane specjalnie z myślą o specyfice wyników symulacji, dzięki czemu pozwala osiągać bardzo wysokie współczynniki kompresji. Znacząca redukcja objętości plików zmniejsza zapotrzebowanie na przestrzeń dyskową oraz zasoby do tworzenia kopii zapasowych, a także znacząco przyspiesza ich transfer przez sieć.
Dostępne są różne wersje oprogramowania, dostosowane do najpopularniejszych formatów danych stosowanych w obszarach symulacji zderzeniowych.
Funkcjonalność oprogramowania
Symulacje zderzeniowe to jedno z kluczowych zastosowań metod CAE w branży motoryzacyjnej. Ciągłe dążenie do poprawy bezpieczeństwa pojazdów wiąże się z codziennym wykonywaniem ogromnej liczby obliczeń, w wyniku czego generowane są stale rosnące wolumeny danych. Moduł FEMZIP for CRASH oferuje dedykowane rozwiązania do kompresji danych stworzone z myślą o najpopularniejszych solverach zderzeniowych. Oprogramowanie jest dostępne w wersjach dla plików wynikowych z systemów LS-DYNA, PAM-CRASH oraz RADIOSS.
Oprogramowanie FEMZIP pozwala zmniejszyć rozmiar typowych plików z symulacji zderzeniowych średnio 20-krotnie (a w szczególnych przypadkach nawet 50-krotnie). Tak wysoki stopień kompresji znacząco ogranicza zapotrzebowanie na pamięć masową, skraca czas transferu sieciowego oraz przyspiesza wczytywanie danych. Zaletę tę można odczuć bezpośrednio w wielu postprocesorach obsługujących skompresowany format FEMZIP.
FEMZIP wykorzystuje kompresję z dopuszczalną tolerancją błędu. Użytkownik ma pełną kontrolę nad tym procesem — sam definiuje wymaganą dokładność dla geometrii oraz poszczególnych wyników. Program oferuje także opcję bezstratnego zapisu wybranych zmiennych lub ich całkowitego usunięcia z pliku. Wyższa tolerancja przekłada się bezpośrednio na wyższy współczynnik kompresji.
Obsługiwane postprocesory
- LS-Prepost
- Oasys D3PLOT
- GNS Animator
- ESI Visual Environment
- Altair HyperView / HyperGraph
- BETA META
FEMZIP – korzyści
Wdrożenie kompresji FEMZIP przekłada się na bezpośrednie korzyści operacyjne i finansowe. Automatyczna redukcja objętości danych optymalizuje kosztowną infrastrukturę IT oraz znacząco przyspiesza codzienne procesy inżynieryjne.
Krótszy czas transferu
Przesyłanie wyników przez sieć komputerową bywa czasochłonne, a prędkość transmisji ogranicza dostępne pasmo sieciowe. Skompresowane dane zajmują jednak znacznie mniej miejsca, co pozwala nawet kilkunastokrotnie przyspieszyć ich transfer.
Szybsze wczytywanie danych
Wczytywanie danych do postprocesorów bywa czasochłonne. W przypadku plików przechowywanych na serwerach sieciowych skompresowane dane ładują się do programu znacznie szybciej dzięki krótszemu czasowi transferu. W niektórych przypadkach czas ładowania ulega skróceniu nawet przy odczycie z lokalnego dysku twardego.
Kompresja wszystkich danych z symulacji pozwala ograniczyć zużycie przestrzeni dyskowej do zaledwie części dotychczasowego poziomu. Posiadane macierze dyskowe oraz systemy kopii zapasowych mieszczą dzięki temu znacznie więcej plików wynikowych. Pozwala to uniknąć kosztownych inwestycji w rozbudowę pamięci masowej i infrastruktury archiwizacyjnej.
Kompresję danych wykonuje system obliczeniowy, ale do odczytu wyników inżynierowie nie potrzebują płatnych licencji FEMZIP. Wystarczy darmowy moduł dekompresyjny (FEMUNZIP) lub natywnie wspierany postprocesor. Dzięki temu skompresowane pliki można swobodnie przesyłać i analizować w całym zespole oraz u partnerów zewnętrznych.
Nowoczesne postprocesory nie rozpakowują fizycznie pliku na dysk komputera. Dekompresja zachodzi bezpośrednio w pamięci podręcznej podczas wczytywania animacji, co pozwala oszczędzić zarówno przestrzeń dyskową, jak i czas pracy inżyniera. Dekompresja nie wymaga licencji, archiwum skompresowane dziś pozostanie czytelne także po wygaśnięciu licencji na kompresję.
Poniżej przedstawiono porównanie wizualne wyników oryginalnych oraz skompresowanych. Mimo uzyskania współczynnika kompresji 8,8 różnice są niezauważalne.
Dla kogo jest FEMZIP?
Oprogramowanie FEMZIP jest przeznaczone dla zespołów inżynieryjnych oraz administratorów infrastruktury IT/HPC, pracujących z dużymi wolumenami danych pochodzących z symulacji komputerowych.
Motoryzacja
Lotnictwo i kosmonautyka
Transport i kolejnictwo
Przemysł obronny
Przemysł maszynowy
Elektronika użytkowa
Integracja z procesami (workflow)
Aby w pełni wykorzystać potencjał kompresji, oprogramowanie łatwo dostosować do procesów przetwarzania wsadowego (batch). Wyniki symulacji są kompresowane automatycznie, tuż po zakończeniu obliczeń, co ogranicza rozmiar plików na samym początku ich cyklu życia. Pierwotny format danych można w każdej chwili przywrócić za pomocą osobnego narzędzia dekompresyjnego, jednak zazwyczaj nie ma takiej potrzeby. Moduł dekompresji jest natywnie wbudowany w popularne postprocesory, co umożliwia bezpośredni i szybki odczyt skompresowanych plików.
FEMZIP zapewnia korzyści płynące z kompresji danych bez konieczności modyfikacji dotychczasowych procedur pracy.
Schemat przepływu danych
Pamięć masowa HPC ➔ Automatyczna kompresja FEMZIP ➔ Serwer / Stacja robocza ➔ Dekompresja w locie (on-the-fly)
FEMZIP – wyniki kompresji
- Rozmiar pliku DSY (pomiary Volkswagen AG dla modelu samochodu o liczbie 1 031 990 węzłów)
- Rozmiar oryginalny: 1844 MB
- Skompresowany (wysoka dokładność): 221 MB
Wydajność kompresji
Przykład – zderzenie dwóch pojazdów (Car2Car):
- 18,2 mln elementów, 30 kroków czasowych,
- współczynnik kompresji: x 11.4.
Szybkość kompresji
Przykład – zderzenie dwóch pojazdów (Car2Car):
- przyspieszenie: x 3.5,
- 18,2 mln elementów, 30 kroków czasowych,
- dane buforowane (cached data),
- wszystkie testy wydajnościowe (benchmarks) przeprowadzono w konfiguracji sprzętowej: procesor i5-14500 (14 rdzeni), 64GB pamięci RAM DDR5, karta graficzna GeForce GTX 1060 (6GB),
- nowa architektura oprogramowania wspiera: zrównoleglenie obliczeń (Parallelisation) i wektoryzację (Vectorization).
Skalowanie kompresji
Przykład – zderzenie dwóch pojazdów (Car2Car):
- 18,2 mln elementów, 30 kroków czasowych,
- wszystkie testy wydajnościowe przeprowadzono w konfiguracji sprzętowej: procesor i5-14500 (14 rdzeni: 6 rdzeni wydajnościowych z obsługą wielowątkowości oraz 8 rdzeni energooszczędnych), 64GB pamięci RAM DDR5,
- pliki d3plot zbuforowane w pamięci,
- przepustowość (Throughput): >550 MB / sekundę.
Szybkość dekompresji
Przykład – zderzenie dwóch pojazdów (Car2Car):
- 18,2 mln elementów, 30 kroków czasowych,
- przyspieszenie: x 2.2,
- dekompresja iterująca po wszystkich zestawach danych buforowanych w pamięci,
- przepustowość wersji v17: 1248 MB / sekundę,
- nowa architektura oprogramowania wspiera: zrównoleglenie obliczeń i wektoryzację.
Szybkość działania w postprocesorze
Przykład – zderzenie dwóch pojazdów (Car2Car):
- 18,2 mln elementów, 30 kroków czasowych, odczyt przemieszczeń i odkształceń plastycznych (warstwy: wewnętrzna, środkowa, zewnętrzna),
- wizualizacja Animator 2.8.0: przyspieszenie x 2.0,
- dane niebuforowane (uncached) na lokalnym dysku SSD,
- wizualizacja META 25.1.3: przyspieszenie x 2.4,
- dane niebuforowane (uncached) na lokalnym dysku SSD.
Podsumowanie
FEMZIP eliminuje kluczowe wąskie gardła w obszarze obliczeń inżynierskich. Oprogramowanie przekształca rosnący wolumen danych z symulacji w zwięzłe, łatwe w zarządzaniu pliki. Narzędzie integruje się z procesami wsadowymi i obsługuje dekompresję w locie bezpośrednio w środowisku postprocesora. Dzięki temu analiza wyników przebiega znacznie szybciej, bez konieczności zmiany dotychczasowych przepływów pracy. Mniejsze obciążenie pamięci masowej oraz pasma sieciowego przynosi natychmiastowe oszczędności operacyjne i podnosi wydajność całego zespołu. Aby osobiście przetestować te możliwości, SIDACT udostępnia bezpłatne licencje ewaluacyjne — wystarczy podać Host-ID serwera oraz zakres IP.
Skróć czas transferu danych, przyspiesz postprocessing i zmniejsz rozmiar archiwów.









