前言
随着信息科技的进步,今日市面上个人计算机效能已有大幅度的提升。以往许多只能依赖工作站执行的程序,皆可轻而易举地在个人PC上执行完成。尽管如此,当面对一个庞大的程序时,工程师无不希望能有更快速有效率的执行环境。
因此,PC Cluster(PC 群组)的概念被提出之后,大型的程序设计纷纷采用这种方式以提高效率。虽然每台PC个别的计算效率远低于大型计算机,但是PC 群组的整体效能却可比拟大型计算机甚至超越大型计算机。平行运算实际上已经发展多年,而近年来也因为PC Cluster成本低,效能渐渐可以超过大型计算机,于是被大量采用。目前平行运算所采用的传输标准为MPI,MPI标准不但能够在许多大型平台使用,也 可用在PC Cluster上,相信在不久的未来,其应用会更加广泛。
随着信息科技的进步,今日市面上个人计算机效能已有大幅度的提升。以往许多只能依赖工作站执行的程序,皆可轻而易举地在个人PC上执行完成。尽管如此,当面对一个庞大的程序时,工程师无不希望能有更快速有效率的执行环境。
因此,PC Cluster(PC 群组)的概念被提出之后,大型的程序设计纷纷采用这种方式以提高效率。虽然每台PC个别的计算效率远低于大型计算机,但是PC 群组的整体效能却可比拟大型计算机甚至超越大型计算机。平行运算实际上已经发展多年,而近年来也因为PC Cluster成本低,效能渐渐可以超过大型计算机,于是被大量采用。目前平行运算所采用的传输标准为MPI,MPI标准不但能够在许多大型平台使用,也 可用在PC Cluster上,相信在不久的未来,其应用会更加广泛。

何谓MPI
大量的平行运算对计算机而言,实际上是个非常复杂及花时间的过程,幸而有了第一个标准化 Message Passing 平行语言-- MPI(Message Passing Interface)的发展,才得以实现。MPI依字面的意思可称为讯息传输接口。从Ohio Supercomputer Center得到的解释是可携带性平行程序,可以使用在Fortran、C等语言撰写的程序上,并可以用在各种并行计算机间,尤其是分散内存 (distributed memory)之环境。
LS-DYNA早于1993年发展平行运算之核心,并立即采用MPI之传输标准。发展至今日,LS-DYNA配合平行运算的各项功能也更臻完善, 其准确度及速度已广为学术界及商业界所认同(注1),本篇文章利用相同的有限元素模型来比较平行处理及单CPU运算结果,藉此文章使读者对LS-DYNA 平行处理运算能力有初步的认识。
平行运算测试方式
利用LS-DYNA模拟B.B.Call掉落的过程,分别在单机单CPU及两台单CPU的计算机群组环境下执行,比较二者在执行效率及精度上的差异性。
测试的环境硬件规格如下:
PC群组(两台)
主机板:ASUS
内存:512 M
CPU:INTEL Pentium III 450 MHz
操作系统:Windows2000
实例演练
有限元软件的操作流程大致分为三阶段:前处理、核心程序计算求解及后处理阶段。
前处理:利用专为LS-DYNA设计的前处理软件FEMB进行(接口请参考图3.),目的在建立有限元网格点及设定外力、边界条件等。
核心程序计算部份:采用LS-DYNA / MPP运算核心进行平行运算并与单机运算之比对。
后处理:利用后处理程序LSPOST来汇整并输出运算完成后的数值数据,及应力、变形或速度、加速度等物理量的分布趋势。
以本文B. B. Call model为例(图2. ),共可区分为九个部份:上盖、下盖、PCB板、device、及卡勾、连结元素及螺柱、刚性地板等,其相关结点及元素信息请参考表1。
大量的平行运算对计算机而言,实际上是个非常复杂及花时间的过程,幸而有了第一个标准化 Message Passing 平行语言-- MPI(Message Passing Interface)的发展,才得以实现。MPI依字面的意思可称为讯息传输接口。从Ohio Supercomputer Center得到的解释是可携带性平行程序,可以使用在Fortran、C等语言撰写的程序上,并可以用在各种并行计算机间,尤其是分散内存 (distributed memory)之环境。
LS-DYNA早于1993年发展平行运算之核心,并立即采用MPI之传输标准。发展至今日,LS-DYNA配合平行运算的各项功能也更臻完善, 其准确度及速度已广为学术界及商业界所认同(注1),本篇文章利用相同的有限元素模型来比较平行处理及单CPU运算结果,藉此文章使读者对LS-DYNA 平行处理运算能力有初步的认识。
平行运算测试方式
利用LS-DYNA模拟B.B.Call掉落的过程,分别在单机单CPU及两台单CPU的计算机群组环境下执行,比较二者在执行效率及精度上的差异性。
测试的环境硬件规格如下:
PC群组(两台)
主机板:ASUS
内存:512 M
CPU:INTEL Pentium III 450 MHz
操作系统:Windows2000
实例演练
有限元软件的操作流程大致分为三阶段:前处理、核心程序计算求解及后处理阶段。
前处理:利用专为LS-DYNA设计的前处理软件FEMB进行(接口请参考图3.),目的在建立有限元网格点及设定外力、边界条件等。
核心程序计算部份:采用LS-DYNA / MPP运算核心进行平行运算并与单机运算之比对。
后处理:利用后处理程序LSPOST来汇整并输出运算完成后的数值数据,及应力、变形或速度、加速度等物理量的分布趋势。
以本文B. B. Call model为例(图2. ),共可区分为九个部份:上盖、下盖、PCB板、device、及卡勾、连结元素及螺柱、刚性地板等,其相关结点及元素信息请参考表1。


材料方面以刚性材料(*MAT_RIGID)来模拟地面,其余则以理想塑性材料模式(*MAT_PLASTIC_KINEMATIC)来仿真塑料材料。一般而言,电子产品常见的塑料材料,其杨氏模量约在2000~2500 MPa左右,降伏强度约在60~70 MPa的范围内。





