Computer Aided Design (CAD)

CAD bezeichnet das Konstruieren eines Produkts mittels EDV. Ursprünglich wurde mit CAD die Verwendung eines Computers als Hilfsmittel beim technischen Zeichnen definiert. Heute sind professionelle CAD-Anwendungen komplexe Expertensysteme für den Entwurf und die Konstruktion technischer Lösungen. Inzwischen ist in fast allen CAD-Anwendungen die dritte Dimension (3D) hinzugekommen. Damit bezeichnet CAD auch die Bildung eines virtuellen Modells dreidimensionaler Objekte mit Hilfe eines Computers.

Computer Aided Engineering (CAE)

CAE umfasst alle computer-basierten Arbeitsprozesse, die im Ingenieurwesen genutzt werden. Dazu zählt unter anderem die Teilgebiete CAD, elektromagnetische Simulationen (FEM, FDTD, FIT), Kinematik- und Starrkörpersimulationen, Mehrkörpersimulation (MKS), Mechanische Beanspruchung von Bauteilen und Baugruppen (FEM), Strömungssimulationen mit Computational Fluid Dynamics (CFD) und Thermische Simulationen (FEM und CFD). Im Allgemeinen gibt es drei Phasen:

  • Pre-processing - Modell und Umweltfaktoren definieren;
  • Solver - Lösen der Modelle;
  • Post-processing - Visualisierung und Optimierung der Ergebnisse

CAE as a Service (CAEaaS)

https://www.cpu-24-7.de/cae/cae-as-a-service/

Cluster Computing

Cluster Computing ist eine Form des Verteilten Rechnens, bei der ein virtueller Supercomputer aus einem Cluster lose gekoppelter Computer zusammengesetzt wird. Um die geforderte Rechenleistung zu erreichen, werden einzelne Server zusammengeschaltet. Cluster Computing wird in Bereichen eingesetzt, in denen Hochleistungs-Rechenpower benötigt wird, um rechenintensive Probleme zu lösen. Dazu zählen verschiedene Themenfelder des Computer Aided Engineering (CAE).

Die einzelnen Cluster-Computer werden durch einen zentralen Head-Node (Kopfknoten) gesteuert und mit neuen Rechenaufgaben versorgt. Auf den Cluster-Computern übernimmt eine Software das Lösen einer Teilaufgabe, die danach wieder an den Head-Node zurück geliefert wird. Der Head-Node benutzt Software, die eine große Aufgabe in eine Anzahl von Teilaufgaben für alle Knoten im Cluster aufspalten kann und die Teilergebnisse nach der Berechnung wieder zusammenfügt. So wird aus vielen Einzelkomponenten ein Hochleistungs-Computersystem, wobei die Rechenpower durch ein symmetrisches Multiprozessorsystem (SMP) nachhaltig gestärkt wird.

CD-adapco

CD-adapco ist ein internationales Unternehmen im Bereich Simulation mit einer einzigartigen Vision für Multidisciplinary Design eXploration (MDX). Unterschiedliche Simulationswerkzeuge, die unter dem Hauptprodukt STAR-CCM+® laufen, erlauben es den Kunden, bessere Designs schneller zu entwickeln. CD-adapco gehört zu Siemens.

Computational Fluid Dynamics (CFD)

CFD ist eine etablierte Methode der Strömungsmechanik. Sie hat das Ziel, strömungsmechanische Probleme approximativ mit numerischen Methoden zu lösen. Die numerische Strömungsmechanik bietet dann eine kostengünstige Alternative zu Versuchen im Windkanal oder Wasserkanal.

COMSOL

COMSOL wurde 1986 in Stockholm, Schweden, gegründet. Heute bietet COMSOL seine Simulationssoftware für Produktdesign und Forschung über ein weltweites Netz an Niederlassungen und Distributionspartnern an. Kernprodukte sind Softwareumgebungen zur Modellierung und Simulation jeglicher physikalischer Prozesse und für Konstruktionsanwendungen. Die Software ist im gesamten Produktentwicklungszyklus einsetzbar.

Cores vs. CPUs vs. Nodes

Als Cores werden die einzelnen Prozessorkerne auf einer CPU bezeichnet. Jeder Core hat weitestgehend eigene Ressourcen (u.a. Level 1- und Level 2-Caches) und ist logisch unabhängig von den anderen Cores. Daher kann jeder Core getrennt von den anderen arbeiten und z.B. Simulationsberechnungen durchführen. Normalerweise kann ein Core immer einen Prozess (ohne Performanceverlust) Takt für Takt bearbeiten.

Die CPU ist der eigentliche Prozessor-Baustein („Chip“). In unseren Compute-Nodes sind immer zwei CPUs vorhanden und werden daher auf Dual-Socket-Mainboards zum Einsatz gebracht. Die CPU stellt den einzelnen Cores unter anderem den Level 3 (L3)-Cache bereit, mit dem die Daten ausgetauscht werden können.

Ein Node oder Knoten ist der eigentliche „Rechner“ bzw. Server, der hauptsächlich durch das Mainboard (Hauptplatine) definiert wird. Eine Node hat bei CPU 24/7 immer zwei CPUs mit je 6 bis 14 Cores also insgesamt 12 - 28 Cores.

CPU-Socket

Das Socket ist eine Hardwarekomponente, die auf dem System-Motherboard sitzt. Sie ist der Steckplatz für den Prozessor, der die CPU enthält und ermöglicht den elektrischen Kontakt zur CPU.