基于gpu的光线跟踪计算使模拟光比以往任何时候都更易于访问和强大

无论是汽车内外照明、消费电子产品还是航空航天应用，光线追踪都是复杂、精密光学和照明系统设计中的一个不可或缺的过程。内聚光学设计对于影响可用性的光学和人为因素至关重要，包括杂散光条件和杂散光对人类和传感器感知的影响。

万博Ansys Speos为这些应用程序提供模拟功能，通过执行密集的计算，使设计人员能够可视化射线活动的影响并进行相应的调整。他们的视觉效果越准确，制造原型所需的成本就越低，他们就能更快地将可行的光学仪器推向市场。

但是，尽管模拟加快了这一过程，但计算本身需要时间来计算，这给设计过程的及时性带来了潜在的瓶颈。多年来，Speos一直支持外部集群上的高性能计算(HPC)，作为光线追踪的增强处理能力来源，使超级计算机能够更快地运行Speos操作。然而，对于许多Speos用户来说，HPC仍然遥不可及，因为他们面临初始成本、设置复杂性以及在云中部署HPC集群的持续成本。

图形处理单元(gpu)提供了加速Speos计算的机会，而不需要增加中央处理单元(CPU)容量。最近的发展英伟达gpu使使用inf Speos的工程师能够开发出经济实惠的解决方案，在不影响结果准确性的情况下大大加速光线追踪。

本文将讨论这种协同所启用的两个主要功能——Speos GPU- compute和Speos Live Preview——以及在高性能计算环境中部署GPU加速时的附加功能。

Speos GPU-Compute:每个芯片最多提高60倍的处理时间

几年前，Ansys引入了在Speo万博s中使用gpu运行光线追踪计算的想法，结果令人震惊。

下面是它的工作原理。gpu驱动的系统在并行进行小型迭代方面非常高效——在许多情况下，比CPU本身更高效。通过利用这一优势，并包括NVIDIA OptiX技术平台形式的光线追踪专用硬件加速支持，我们使Speos能够生成尽可能快的计算。

它有多快?在我们对一台笔记本电脑的测试中，我们发现在CPU上运行15个小时的模拟可以在一台笔记本电脑上完成英伟达RTXA5000GPU15分钟，或者60倍的收益。有了两个gpu，这种优势可以直接提升到120倍。

与GPU-Compute，你得到:

• 强大的NVIDIA GPU计算内置到您的桌面-没有HPC，没有云。
• 提高仿真时间高达120倍，无需复杂的硬件设置。
• 使用完全相同的许可证恢复到CPU计算的灵活性。

Speos实时预览:用更少的原型更快地迭代设计

我们为GPU-Compute开发的解算器的另一个应用是能够快速预览具有Speos精度的设计更改的模拟影响，所有这些都在不间断的迭代设计工作流程中进行。

假设您还没有准备好投资GPU-Compute，但希望利用最新NVIDIA技术的额外功能。或者，您可能是一个GPU-Compute用户，有兴趣对一系列设计更改想法运行快速模拟，而不需要对每个想法运行完整的光线跟踪。

Speos Live Preview可以使用GPU加速的计算能力实时模拟光学设计。使用实时预览模拟在更短的时间内以更迭代和交互式的方式测试设计更改，进一步加快整体设计开发。

使用实时预览，您可以:

• 将视点导航到光学对象。
• 保持Speos的全部精度，以满足数值认证的要求。
• 检查光度(真/假颜色)和人的视觉外观。

实时预览在NVIDIA RTX gpu上运行最好，也可用于西门子NX版本的Speos (SNX)。

Speos HPC-GPU:在并行gpu上扩展光线竞速

也许这些最新进展中最令人兴奋的发展是gpu端计算和HPC协同工作的能力。

使用Speos HPC-GPU，工程师可以实现线性可扩展性。线性扩展意味着无论添加多少节点和gpu，整体集群功率都不会损失，从而通过减少模拟时间为您提供不受约束和可预测的投资回报。

Speos HPC-GPU为您提供:

• 在集群中的所有节点上进行大规模、可伸缩的并行计算。
• 在CPU/GPU节点之间共享许可的灵活性。
• Speos在运行Windows或Linux的节点之间的兼容性。

Speos HPC-GPU的新增强功能通过部署在集群上的GPU加速帮助提高模拟性能。我们支持多gpu，多节点部署，具有精确的模拟，包括动态相机效果。

与此同时，我们的实时预览和gpu -计算功能为Speos用户提供了经过全面测试的准确访问，实时预览功能和加速的gpu侧光线跟踪计算支持，可以比以往任何时候都更快、更完整地优化和实现光学设计。

加入我们的想法数字论坛，NVIDIA RTX A6000将被展示。