在這篇文章中，我們回答了 EDEM 用戶提出的有關(guān)單GPU和多GPU的最常見問題。了解有關(guān) EDEM GPU 求解器引擎、使用單GPU和多GPU的原因和時(shí)間、推薦的GPU卡以及預(yù)期的加速效果。

Q-1:什么是 EDEM GPU，為什么要使用它？

EDEM GPU 求解器引擎允許用戶使用計(jì)算機(jī)圖形處理單元（GPU）運(yùn)行 EDEM 模擬。

與傳統(tǒng)的臺(tái)式機(jī) CPU 不同，GPU 包含數(shù)千個(gè)計(jì)算內(nèi)核，而離散元方法（DEM）特別適合在這些大量內(nèi)核之間進(jìn)行擴(kuò)展。這意味著 EDEM GPU 求解器可以更快地運(yùn)行仿真，而且用戶現(xiàn)在可以運(yùn)行比單獨(dú)使用 CPU 更大的仿真。

Q-2:EDEM GPU 使用什么架構(gòu)？

最新版本的 EDEM GPU 求解器是使用 CUDA 語言編寫的，僅在 NVIDIA 硬件上運(yùn)行。

Q-3:EDEM GPU 是單精度還是雙精度？

可以使用 CUDA GPU 求解器精度模式加快仿真速度。EDEM CUDA 精度模式有3個(gè)可用選項(xiàng)，包括：雙精度、單精度和混合精度。

Q-4:不同精度模式有什么區(qū)別？

雙精度具有最高的數(shù)值精度和最慢的求解器速度。

單精度具有最快的求解器速度和最低的數(shù)值精度，這并不適合所有應(yīng)用，特別是剪切應(yīng)力高和時(shí)間步長很小的材料。

混合精度使用單精度和雙精度的組合，這不僅提供更快的仿真，而且還減少了內(nèi)存使用。在運(yùn)行包含數(shù)百萬個(gè)可能耗盡內(nèi)存的粒子的大規(guī)模模擬時(shí)，混合精度模式在數(shù)值精度和速度之間提供了良好的平衡。

Q-5: 推薦哪些 GPU 卡？

首先，它應(yīng)該是 NVIDIA GPU 卡，CUDA代碼至少需要3.5或更高的計(jì)算能力，并兼容Windows或Linux。

我們建議用戶選擇工作站或數(shù)據(jù)中心級(jí) GPU 來運(yùn)行 EDEM 仿真。

推薦的 GPU主要區(qū)別是：內(nèi)核數(shù)、可用內(nèi)存大小和 FP64（雙精度）性能。通常，在運(yùn)行大型 EDEM 仿真時(shí)，具有大物理內(nèi)存、良好帶寬和高 FP64 和 FP32 性能的卡表現(xiàn)良好。

如果您不確定如何為 EDEM 選擇 GPU，請(qǐng)聯(lián)系我們，我們很樂意談?wù)撐覀冏罱鼛纵啘y(cè)試的結(jié)果。

Q-6: GPU 在哪些仿真情況下最有效？

仿真速度會(huì)根據(jù)許多因素而變化，例如材料屬性、應(yīng)用規(guī)模和使用的硬件。

在大多數(shù)情況下，對(duì)于粒子數(shù)超過 10k 的較大模擬，在GPU上運(yùn)行模擬變得更加有效。對(duì)于粒子數(shù)超過 100k 的模擬，特別是一些工業(yè)級(jí)別和粉末顆粒的仿真，GPU運(yùn)行模擬的速度明顯提高。

以前可能需要數(shù)周時(shí)間才能在 CPU 上運(yùn)行的大型模擬現(xiàn)在可以在 24 小時(shí)內(nèi)運(yùn)行，因?yàn)?CPU 和 GPU 之間的加速幅度很大。

Q-7:有沒有測(cè)試示例說明可以達(dá)到什么樣的加速效果？

下圖是一系列測(cè)試用例，每個(gè)測(cè)試用例包括 100 萬個(gè)粒子。

在我們的測(cè)試數(shù)據(jù)中，單塊A100卡的速度甚至可以比32核CPU快100倍以上。

Q-8: 什么時(shí)候使用多 GPU？

當(dāng)需要加速大型模擬時(shí)，您可以考慮使用 EDEM 多 GPU，在包含 5 到 1000 萬個(gè)粒子的模擬中，如上圖測(cè)試示例所示，從1個(gè)GPU加速到2個(gè)時(shí)，速度提高了 1.6 - 1.8 倍。

此外，EDEM 多 GPU 的主要優(yōu)勢(shì)之一是，當(dāng)需要使用非常多的粒子（數(shù)十萬個(gè)粒子）運(yùn)行模擬時(shí)，超過某個(gè)閾值后，單個(gè) GPU 可能沒有足夠的物理內(nèi)存來運(yùn)行仿真。

EDEM GPU 求解器使用的內(nèi)存取決于許多因素，包括粒子數(shù)量、接觸數(shù)量和自定義屬性數(shù)量等。在大多數(shù)情況下，如果模擬大小需要，在升級(jí)到多 GPU 功能之前，應(yīng)先考慮投資功能更強(qiáng)大的單個(gè) GPU。

Q-9:EDEM 哪些功能支持GPU求解器？

最新版本的 EDEM GPU 求解器支持所有 EDEM 顆粒形狀（多球體、球柱體和多面體）的仿真，包括前處理、API、后處理工具和接觸模型大部分功能。

Q-10: 如何訪問 EDEM GPU？

EDEM GPU 求解器引擎直接集成到 EDEM 環(huán)境中，并在正版許可下作為標(biāo)準(zhǔn)提供。

用戶需要將GPU驅(qū)動(dòng)程序更新到最新版本。首次在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行 EDEM CUDA GPU 之前，需要進(jìn)行設(shè)備測(cè)試，測(cè)試成功后方可調(diào)用。