FREDMPC是由美國Photon Engineering公司新開發(fā)的可以進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算的新一代光學(xué)工程仿真軟件，FREDMPC已于2018年11月28日正式對外發(fā)布，歡迎前來訂購！
FREDMPC是什么？
FRED原始版本只在單個(gè)CPU上進(jìn)行光線追跡和分析計(jì)算。隨著PC硬件的發(fā)展，F(xiàn)RED允許越來越多的處理器并行工作，F(xiàn)RED添加了許多新的代碼，以利用額外的計(jì)算能力，將程序變成“多線程的”。（例如：光線追跡和分析任務(wù)分給多個(gè)并行工作的處理器。）不僅單個(gè)PC變得功能強(qiáng)大，可以使用多個(gè)處理器，而且工作站群集在一起的網(wǎng)絡(luò)也允許在FRED中實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算。在這種操作模式下，分析任務(wù)被發(fā)送到多個(gè)聯(lián)網(wǎng)的PC，它們可以在它們自己的多線程上下文中單獨(dú)運(yùn)行分配的工作。在這種操作模式下，分析任務(wù)被發(fā)送到多個(gè)聯(lián)網(wǎng)的PC，它們可以在它們自己的多線程功能中單獨(dú)運(yùn)行分配的工作。這些模式顯著減少了計(jì)算時(shí)間，但是這種方法依賴昂貴的CPU架構(gòu)和相對緩慢的網(wǎng)絡(luò)。
大規(guī)模并行計(jì)算范例的最新方法是圖形處理單元（GPU），其中問題被分解為小塊并由多個(gè)處理器并行操作。這種GPU硬件技術(shù)中，NVIDIA是業(yè)界領(lǐng)先的，在單個(gè)工作站中，允許數(shù)千個(gè)并行運(yùn)行的處理單元。GPU硬件（和軟件）發(fā)展迅速，可伸縮性強(qiáng)，與基于分布式CPU的網(wǎng)絡(luò)相比，入門成本相對較低。通過簡單地添加或升級PC中的GPU，使用FREDMPC進(jìn)行光線追跡和分析，可以比使用傳統(tǒng)多線程CPU快幾個(gè)數(shù)量級。
從程序結(jié)構(gòu)的角度來看，利用GPU就得要求FRED中的每個(gè)功能在源代碼庫中都有兩個(gè)版本；一個(gè)版本是專門為CPU編寫的，一個(gè)版本是專門為GPU編寫的。當(dāng)發(fā)出使用GPU的請求時(shí)，CPU上的FRED模型通過翻譯器傳遞，該翻譯器將每個(gè)FRED特性映射到其等效GPU版本。
CPU上的FRED模型通過模型轉(zhuǎn)換步驟映射到GPU上的等效代碼
這種結(jié)構(gòu)的結(jié)果是，每個(gè)需要GPU支持的FRED功能都必須用專門的GPU代碼完全重寫。然而，對于給定的FREDMPC版本，并非所有的FRED功能都將具有GPU計(jì)算。“Supported Features”幫助主題提供了支持的、部分支持的和不支持的功能的詳細(xì)列表。
當(dāng)前局限性
下表從較高的層面描述了當(dāng)前版本的局限性，這可以用來快速確定其對于給定分析任務(wù)的適當(dāng)性。
何時(shí)使用FREDMPC
假設(shè)上面描述的高級程序限制不阻止使用FREDMPC執(zhí)行分析，那么在決定是否使用GPU光線追跡時(shí)還應(yīng)該考慮哪些其他因素？
模型加載與設(shè)備初始化
在GPU上對系統(tǒng)進(jìn)行光線追跡和分析之前，必須將FRED文檔加載到GPU中，并且必須初始化GPU設(shè)備。這些步驟的細(xì)節(jié)可以在使用FREDMPC幫助主題中找到，但是現(xiàn)在假設(shè)執(zhí)行這些操作需要40秒（我們將其稱為設(shè)備“延遲”）。如果用于創(chuàng)建、追跡和分析光線的CPU計(jì)算的總時(shí)間少于40秒，那么GPU與CPU相比沒有任何優(yōu)勢。隨著分析中使用的光線數(shù)量的增加，用于光線創(chuàng)建、光線追跡和分析的GPU的固有速度將從這個(gè)初始延遲中恢復(fù)，GPU將開始優(yōu)于CPU。當(dāng)涉及到大量的光線計(jì)數(shù)(數(shù)千萬、數(shù)億、數(shù)十億)時(shí)，GPU光線追跡將真正發(fā)揮作用。
探測器分布分析
如果要執(zhí)行的分析是對探測器“將看到什么”的預(yù)測，那么FREDMPC是合適的。盡管功能將繼續(xù)擴(kuò)展，但是FREDMPC中的當(dāng)前數(shù)據(jù)分析工具是有限的。例如，基于路徑的分析、光線重繪和光線過濾在FREDMPC中是限制的，用戶可能需要使用CPU能力從光線追跡中提取更具體的信息。
幾何集約模型
GPU優(yōu)于CPU的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是，在光線追跡期間，GPU擅長通過幾何排序來發(fā)現(xiàn)光線交叉點(diǎn)。因此，如果一個(gè)模型包含許多幾何元素（例如，導(dǎo)入的CAD或三角形網(wǎng)格對象），那么應(yīng)該考慮GPU。
安裝和授權(quán)
通過許可證授權(quán)控制對FREDMPC功能的訪問。FREDMPC不是一個(gè)需要單獨(dú)安裝的獨(dú)立產(chǎn)品。在安裝FRED（安裝和設(shè)置）后，啟動(dòng)程序并導(dǎo)航到Help>License Authorization。在“Software License Authorization”對話框（如下所示）中，通過檢查對話框右側(cè)的“MPC Capable”框，確認(rèn)許可證授權(quán)代碼允許訪問FREDMPC的功能。如果此選項(xiàng)未選中，則許可證授權(quán)不允許您訪問FREDMPC功能。如果您已經(jīng)購買了FREDMPC，則需要用最新的許可證授權(quán)密碼更新您的許可證。如果您還沒有購買FREDMPC，請聯(lián)系support@infotek.com.cn索取價(jià)格信息或接收報(bào)價(jià)。
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