シミュレーションとモデル化

GPU を活用したシミュレーションがブレークスルーを加速

GPU は、大量の計算処理を必要とするコードの一部を並列化することで、ハイパフォーマンスコンピューティング (HPC) のワークロードを高速化します。これにより、さまざまな科学分野の研究者、科学者、エンジニアがわずかな時間でシミュレーションを実行し、発見にかかる時間を短縮しています。

誰がシミュレーションとモデリングを使用するのか?

シミュレーションとモデリングはさまざまな業界で使用されています。研究者は病気と闘う新しい薬を開発しています。エンジニアは複雑な現実世界の問題をシミュレーションしています。アナリストは金融モデルを構築しています。

研究者

研究者は GPU を使用することで、大規模なシミュレーションをより速く実行し、詳細な分析情報をより迅速に得て、研究成果をより素早く発表することができます。

エンジニア

機械工学、地球科学、製造にたずさわるエンジニアは、GPU を搭載したシステムで複雑な設計をモデル化し、作業を分析しています。

アナリスト

金融機関は、NVIDIA GPU を使用して大規模なデータセットから洞察を抽出することで、リアルタイムで意思決定を行っています。

シミュレーションワークロードの高速化

流動体シミュレーションから分子動力学まで、アプリケーションはさまざまな分野で働く科学者、エンジニア、研究者を支援します。現在、無数のアプリケーションが GPU で高速化されており、研究者は日常業務を一層効率的に行うことができます。主要な HPC アプリケーションは NVIDIA NGC^™ カタログから利用できます。

GROMACS

GROMACS は分子力学アプリケーションで、数百から数百万の粒子を持つ組織の「ニュートンの運動方程式」をシミュレートするように設計されています。

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LAMMPS

Large-Scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (LAMMPS) は、分子動力学シミュレーションのために設計されたソフトウェアアプリケーションです。

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NAMD

Nanoscale Molecular Dynamics (NAMD) は、大型生体分子システムのハイパフォーマンスシミュレーションのために設計された並列分子動力学コードです。

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いくつかの主要な HPC アプリケーションのパフォーマンス向上については、NVIDIA Developer Zone でご覧ください。GPU アクセラレーテッドアプリケーションを利用するには、NVIDIA NGC にアクセスしてください。

NVIDIA HPC SDK で GPU を活用したアプリケーションを開発

コンパイラ、ライブラリ、ツールからなる HPC のための包括的スイート

NVIDIA HPC SDK には、開発者の生産性と、HPC モデリング/シミュレーションアプリケーションのパフォーマンスとポータビリティを最大化するために不可欠な、実証済みのコンパイラ、ライブラリ、ソフトウェアツールが含まれています。

VASP、Gaussian、ANSYS Fluent、GROMACS、NAMD など、幅広く使用されている HPC アプリケーションでは、CUDA^®、OpenACC^®、GPU を活用した数学ライブラリを利用し、画期的なパフォーマンスを提供しています。その同じソフトウェアツールを利用して、 NVIDIA GPU でアプリケーションを高速化し、劇的なスピードアップと電力効率性を実現することができます。

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加速されたシミュレーションとモデリングのの実例

シミュレーションとモデリングには多様な用途があり、医療、金融、製造、地球科学など、さまざまな産業で利用できます。

気象パターンの予測

天気予報と気候モデリングでシミュレーションがどのように使用されているかご覧ください。たとえば、特徴検出が自動化され、大荒れの天候、太陽嵐、地球近傍天体から危険を特定できます。また、モデルとデータ同化の手法を高速化することで予測の精度を上げる方法について説明します。

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COVID-19 をシミュレートする

研究にシミュレーションを導入することで、さまざまな問題に対処する方法について説明します。COVID-19 パンデミックも例外ではありません。Folding@Home プロジェクトでは、200,000 個以上の NVIDIA GPU の計算処理能力と、ボランティアが提供した追加の計算処理リソースを組み合わて、スパイクタンパク質のエクサスケールシミュレーションを行いました。

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