성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술 (9)   이번 호에서는 다양한 유형의 난류 모델과 사용 시기, 그리고 복잡한 형상을 위한 고충실도 난류 모델링에 있어 케이던스의 밀레니엄 M1 CFD 슈퍼컴퓨터가 어떻게 혁신을 가져오는지에 대해 소개한다.   ■ 자료 제공 : 나인플러스IT, www.vifs.co.kr   자동차 산업은 거의 매일 새로운 혁신과 개발이 등장하며 끊임없이 발전하고 있다. 자동차 업계는 전기 구동 차량과 대량 생산이 증가하는 추세에 발맞춰, 보다 지속 가능한 미래를 만들기 위해 노력하고 있다. 2022년 전 세계 자동차 생산량은 5.7% 증가하여 8540만 대를 생산할 것으로 예상된다. 그러나 업계는 여러 디자인 또는 새로운 헤드라이트, 스플리터, 사이드 스커트 추가와 같은 아주 작은 디자인 변경에 대해서도 풍동 테스트 또는 프로토타입 테스트를 수용하면서 연비 기준을 충족해야 하는 과제에 직면해 있다. 그 결과, 항력 계수 등 관심 있는 유동장 정보와 성능 관련 수치를 예측하여 필요한 실험 횟수를 크게 줄일 수 있는 시뮬레이션 기반 접근 방식이 점점 더 인기를 얻고 있다. 유체 흐름의 난류를 이해하고 전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션을 통해 동일한 난류를 재현하려면 다양한 난류 모델을 사용해야 한다. 자동차 애플리케이션과 리소스 가용성에 따라 적합한 난류 모델을 선택하면 설계 주기를 단축하는 데 도움이 될 수 있다.      유체의 난류 모델링 난류는 압력과 속도의 혼란스러운 변화를 특징으로 하는 불규칙한 흐름을 일컫는 용어이다. 우리는 일상 생활에서 난류를 경험하며 공기 역학, 연소, 혼합, 열 전달 등과 같은 다양한 엔지니어링 응용 분야에서 중요한 역할을 한다. 하지만 유체 역학을 지배하는 나비에-스토크스 방정식은 매우 비선형적인 편미분 방정식이며 난류에 대한 이론적 해법은 존재하지 않는다. 난류는 광범위한 공간적, 시간적 규모를 포함하기 때문에 모델링과 시뮬레이션이 어려울 수 있다. 일반적으로 큰 와류는 난기류에 의해 생성된 에너지의 대부분을 전달하고 작은 와류는 이 에너지를 열로 발산한다. 이 현상을 ‘에너지 캐스케이드’라고 한다. 수년에 걸쳐 다양한 난기류 모델링 접근법이 개발되었으며, 가장 일반적인 세 가지 접근법을 간략히 설명하면 다음과 같다.   직접 수치 시뮬레이션(DNS) DNS에서는 모델이나 근사치 없이 미세한 그리드와 매우 작은 시간 단계를 사용하여 모든 규모에서 난기류를 해결한다. DNS의 계산 비용은 엄청나게 높지만 결과는 가장 정확하다. DNS 시뮬레이션은 난류장에 대한 포괄적인 정보를 제공하기 위한 ‘수치 실험’으로 사용된다.   대규모 와류 시뮬레이션(LES) 이름에서 알 수 있듯이 이 난류 모델링 기법은 큰 소용돌이를 해결하고 보편적인 특성을 가진 작은 소용돌이를 모델링한다. LES 시뮬레이션은 최소 길이 스케일을 건너뛰어 계산 비용을 줄이면서도, 시간에 따라 변화하는 난기류의 변동 요소를 자세히 보여준다.   레이놀즈-평균 나비에-스토크스 모델(RANS) RANS 방정식은 나비에-스토크스 방정식의 시간 평균을 취하여 도출되었다. 난기류 효과는 미지의 레이놀즈 응력 항을 추가로 모델링하여 시뮬레이션한다. RANS 시뮬레이션은 평균 흐름을 해결하고 난류 변동을 평균화하므로 다른 두 가지 접근 방식보다 훨씬 비용 효율적이다.   올바른 선택 - DNS, LES 또는 RANS 올바른 난류 모델을 선택하는 것은 모든 시뮬레이션의 중요한 측면이며, 이는 주로 시뮬레이션의 목적, 흐름의 레이놀즈 수, 기하학적 구조 및 사용 가능한 계산 리소스에 따라 달라진다. 학술 연구의 경우 DNS 시뮬레이션은 난류의 근본적인 메커니즘과 구조를 이해하는데 가장 적합한 결과를 제공한다. DNS는 레이놀즈 수가 낮은 경우에 적합하지만, 막대한 시간과 리소스가 필요하기 때문에 대부분의 산업 분야에서는 실용적인 선택이 아니다. 반면에 LES는 일반적으로 레이놀즈 수가 높은 복잡한 형상을 포함하는 산업용 사례를 처리하는데 적합한 옵션이다. LES가 생성하는 고충실도 결과물은 경쟁이 치열한 자동차 시장에서 중요한 한 차원 높은 성능 개선이 가능한 설계를 가능하게 한다. RANS 시뮬레이션은 LES에 비해 근사치의 범위가 넓기 때문에 정확도가 떨어진다. 그러나 정확도와 계산 비용 간의 균형으로 인해 RANS는 계산 리소스와 시뮬레이션 시간이 제한된 업계 사용자에게 일반적인 솔루션이다. 이 방법은 또한 짧은 시간 내에 여러 사례를 분석해야 할 때 널리 사용된다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

개발 및 공급 : AMD 주요 특징 : 4nm 젠 4 아키텍처 기반으로 성능 및 전력 효율 향상, 와이파이 7 기술 지원, 일부 모델에 NPU 기반 AI 엔진 탑재 등     AMD는 비즈니스 환경에서 높은 생산성과 프리미엄급 AI 및 연결 경험을 제공하는 새로운 기업용 모바일 및 데스크톱 AI PC 프로세서를 공개했다. 새로운 AMD 라이젠 프로 8040(Ryzen PRO 8040) 시리즈는 기업용 노트북과 모바일 워크스테이션을 위해 개발된 x86 프로세서이다. AMD는 비즈니스 사용자를 위한 AI 지원 데스크톱 프로세서인 AMD 라이젠 프로 8000 시리즈 데스크톱 프로세서도 출시했다. 이 제품은 낮은 전력 소모로 첨단 성능을 제공하도록 설계되었다. AMD는 이번에 새롭게 공개된 일부 모델에 AMD 라이젠 AI(AMD Ryzen AI)를 탑재했다. 새로운 라이젠 AI 기반 프로세서는 CPU, GPU 및 전용 온칩 NPU(Neural Processing Unit)를 탑재한다. 전용 NPU의 경우 최대 16 TOPS의 연산 성능을 제공하며, 전체 시스템은 최대 39 TOPS로 이전 세대보다 향상된 전용 AI 프로세싱 성능을 제공한다. 새로운 라이젠 AI 지원 프로세서를 장착한 기업용 PC는 AI 기반 협업과 콘텐츠 제작, 데이터 및 분석 워크로드에서 더 높은 성능과 향상된 사용자 경험을 제공한다. 또한, AMD 프로 기술이 추가됨에 따라 IT 관리자들은 IT 운영을 간소화하고, 조직 전반에 걸쳐 보다 신속하게 PC를 구축할 수 있는 엔터프라이즈급 관리 기능을 사용할 수 있다. AMD는 정교한 공격으로부터 프로세서와 클라우드를 방어할 수 있는 통합 보안 기능 및 안정성과 신뢰성 및 플랫폼 수명을 갖춘 엔터프라이즈 소프트웨어 등의 이점을 제공한다고 전했다. 새로운 라이젠 프로 8040 시리즈 모바일 프로세서는 2024년 2분기부터 HP와 레노버를 포함한 OEM 파트너사를 통해 공급될 예정이며, 라이젠 프로 8000 시리즈 데스크톱 프로세서는 2024년 2분기부터 OEM 파트너사인 HP와 레노버, 일부 채널 파트너 플랫폼을 통해 공급될 예정이다.   라이젠 프로 8040 시리즈      전문가용 노트북 및 모바일 워크스테이션을 위한 AMD 라이젠 프로 8040 시리즈 모바일 프로세서는 집약적인 비즈니스 및 AI 워크로드에 최적화된 효율과 프로세싱 성능을 제공한다. 이 프로세서는 까다로운 모바일 워크스테이션 애플리케이션에서 최대 30% 향상된 성능을 제공하는 4nm의 ‘젠 4(Zen 4)’ 아키텍처를 기반으로 하며, 최대 8개의 고성능 코어를 탑재한다. 일부 모델에는 AMD 라이젠 AI를 탑재하고 AMD RDNA 3 그래픽을 통합했는데, AMD는 “경쟁사 프로세서 대비 화상회의 시 84% 더 적은 전력으로 최대 72% 더 높은 성능을 제공한다”고 설명했다. 또한, 라이젠 프로 8040 시리즈 프로세서 기반 PC는 와이파이 7(WiFi-7) 기술도 활용할 수 있다. 시리즈 중 최상위 제품인 AMD 라이젠 9 프로 8945HS는 8개의 코어와 16개의 스레드, 24MB 캐시 및 라데온(Radeon) 780M 그래픽을 탑재하고 있다. 이 프로세서는 테크니컬 컴퓨팅, 멀티미디어 콘텐츠 제작, 개별 그래픽 등 리소스 집약적 애플리케이션에 필요한 연산 성능을 제공하며, 3D 렌더링, 비디오 인코딩 및 사진 편집 등과 같은 까다로운 그래픽 관련 워크로드를 처리한다. 이번에 발표된 라이젠 프로 8040 시리즈는 6 코어 12 스레드의 라이젠 5 프로 8540U부터 8 코어 16 스레드의 라이젠 9 프로 8945HS까지 8종이다. 이 중 8540U를 제외한 7개 제품에서 라이젠 AI를 지원한다.   라이젠 프로 8000 시리즈     기업용 데스크톱을 위한 AMD 라이젠 프로 8000 시리즈 프로세서는 4nm 공정 기술을 기반으로 최대 8개의 고성능 젠 4 코어를 탑재했으며, 일부 모델은 전용 AI 엔진을 탑재하여 향상된 전력 및 효율과 몰입형 AI 경험을 제공한다.  AMD 라이젠 프로 8000 시리즈 프로세서를 장착한 데스크톱은 주요 비즈니스 애플리케이션 및 데이터에 대한 보다 빠른 액세스와 초고속 데이터 전송, 원활한 워크플로를 위해 최신 DDR5 및 PCIe 4를 지원하며, 일부 모델은 와이파이 7 기반의 차세대 연결성도 제공한다. 라인업 중 최상위 제품인 AMD 라이젠 8700G 프로세서는 고성능 8 코어 16 스레드, 24MB 캐시 및 통합 AMD 라데온 780M 그래픽을 탑재한다. AMD 라이젠 8700G는 AMD의 성능 테스트에서 경쟁 제품 대비 더 적은 전력을 소모하면서도 최대 19% 향상된 성능을 제공하는 것으로 나타났다. AMD는 “AMD 라이젠 7 프로 8799G 프로세서를 탑재한 기업용 데스크톱은 특정 테스트를 기준으로 경쟁사 프로세서에 비해 최대 47% 향상된 시스템 성능과 3배 향상된 그래픽 성능을 제공한다”고 전했다. 이번에 발표된 라이젠 프로 8000 시리즈는 4 코어 8 스레드의 라이젠 3 프로 8300GE부터 8 코어 16 스레드의 라이젠 7 프로 8700G까지 8종이며, 라이젠 5 프로 8600G 및 8600GE, 라이젠 7 프로 8700G 및 8700GE 등 네 종이 라이젠 AI를 지원한다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

SAP 코리아는 동국시스템즈와 SAP 제조 실행 시스템(SAP MES) 사업 강화를 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 밝혔다. 양사는 이번 업무협약을 통해 ▲SAP 고객사의 SAP MES 클라우드 전환을 돕기 위한 시스템 구축 및 유지보수 ▲SAP 디지털 제조(SAP DM) 신규 고객 확보 ▲SAP 비즈니스 테크놀로지 플랫폼(SAP BTP), SAP DM 기반의 스마트 공장으로의 확장과 프로세스 통합 및 추가 서비스 개발 ▲데이터의 수직, 수평 통합을 통한 궁극적인 정보 통합의 실현 ▲실증을 통해 클라우드 전환 비즈니스 모델을 글로벌 비즈니스로 확대 및 단계적 로드맵 확보 등 다양한 분야에 걸쳐 상호 협력할 예정이다. 원자재에서 완제품까지 제조 전반적인 프로세스를 모니터링, 추적, 문서화, 제어하는 솔루션인 SAP DM은 의사결정자에게 생산 현장의 효율성을 높이고 생산을 최적화 및 현장에 대한 통찰력을 확보하는 데에 필요한 데이터를 제공한다. 특히, 불확실한 사업 환경 속에서 회복탄력성을 높여 제조업 기업의 지속적인 성장 발판을 마련하는 데에 도움을 준다. SAP 코리아의 신은영 대표는 “독일의 성공적인 인더스트리 4.0은 리소스 효율성을 극대화하는 접근방식이다. 이를 기반으로 하는 SAP 제조 솔루션은 가시성, 효율성, 속도 및 회복탄력성에 초점이 맞춰져 있다”면서, “동국시스템즈와 협력해 국내 제조업계가 클라우드 전환을 가속화하고 스마트 제조를 실현할 수 있도록 지원을 아끼지 않을 것”이라고 말했다. 동국시스템즈의 김오련 대표는 “불안정한 사업 환경 속에서 다수의 국내 제조업체들이 클라우드 전환을 통한 회복탄력성 확보에 힘을 쏟고 있다”라며, “이번 업무협약으로 국내 제조업체의 지속적인 성장 및 글로벌 시장 진출에 초석이 되길 기대하면서, 특히 SAP 파트너십 강화와 솔루션 역량으로 국내 제조업 선진화에도 기여하고자 한다”고 밝혔다.     한편, SAP 코리아는 고객사의 효율적이고 미래지향적 제조 환경을 구성하기 위한 SAP 스마트 팩토리 고객사 여정 프로그램(SAP Smart Factory Customer Journey Program)을 운영한다고 소개했다. 이 프로그램은 고객사의 스마트 공장에 대한 이해를 바탕으로 ▲SAP의 스마트 팩토리(Industry 4.Now) 실증 쇼케이스를 통한 적용 가능성 탐색 ▲계획, 실행, 품질, 물류에 걸친 제조 영역에 대한 통합적인 페인 포인트 고찰 및 과제화 탐색 ▲업종 트랜드 및 자사의 현황 분석 그리고 디자인씽킹을 통한 아이데이션 ▲SAP와 파트너사의 서비스를 조합한 해결 방안 제시 및 수행 등 총 4단계에 걸친 단계적 접근 방식을 제공한다.

AMD는 비즈니스 환경에서 높은 생산성과 프리미엄급 AI 및 연결 경험을 제공하는 새로운 기업용 모바일 및 데스크톱 AI PC 프로세서를 공개했다. 새로운 AMD 라이젠 프로 8040(Ryzen PRO 8040) 시리즈는 기업용 노트북과 모바일 워크스테이션을 위해 개발된 x86 프로세서이다. AMD는 비즈니스 사용자를 위한 AI 지원 데스크톱 프로세서인 AMD 라이젠 프로 8000 시리즈 데스크톱 프로세서도 출시했다. 이 제품은 낮은 전력 소모로 첨단 성능을 제공하도록 설계되었다. AMD는 이번에 새롭게 공개된 일부 모델에 AMD 라이젠 AI(AMD Ryzen AI)를 탑재했다. 새로운 라이젠 AI 기반 프로세서는 CPU, GPU 및 전용 온칩 NPU(Neural Processing Unit)를 탑재한다. 전용 NPU의 경우 최대 16 TOPS의 연산 성능을 제공하며, 전체 시스템은 최대 39 TOPS로 이전 세대보다 향상된 전용 AI 프로세싱 성능을 제공한다. 새로운 라이젠 AI 지원 프로세서를 장착한 기업용 PC는 AI 기반 협업과 콘텐츠 제작, 데이터 및 분석 워크로드에서 더 높은 성능과 향상된 사용자 경험을 제공한다. 또한, AMD 프로 기술이 추가됨에 따라 IT 관리자들은 IT 운영을 간소화하고, 조직 전반에 걸쳐 보다 신속하게 PC를 구축할 수 있는 엔터프라이즈급 관리 기능을 사용할 수 있다. AMD는 정교한 공격으로부터 프로세서와 클라우드를 방어할 수 있는 통합 보안 기능 및 안정성과 신뢰성 및 플랫폼 수명을 갖춘 엔터프라이즈 소프트웨어 등의 이점을 제공한다고 전했다.     전문가용 노트북 및 모바일 워크스테이션을 위한 AMD 라이젠 프로 8040 시리즈 모바일 프로세서는 집약적인 비즈니스 및 AI 워크로드에 최적화된 효율과 프로세싱 성능을 제공한다. 이 프로세서는 까다로운 모바일 워크스테이션 애플리케이션에서 최대 30% 향상된 성능을 제공하는 4nm의 ‘젠 4(Zen 4)’ 아키텍처를 기반으로 하며, 최대 8개의 고성능 코어를 탑재한다. 일부 모델에는 AMD 라이젠 AI를 탑재하고 AMD RDNA 3 그래픽을 통합했는데, AMD는 “경쟁사 프로세서 대비 화상회의 시 84% 더 적은 전력으로 최대 72% 더 높은 성능을 제공한다”고 설명했다. 또한, 라이젠 프로 8040 시리즈 프로세서 기반 PC는 와이파이 7(WiFi-7) 기술도 활용할 수 있다. 시리즈 중 최상위 제품인 AMD 라이젠 9 프로 8945HS는 8개의 코어와 16개의 스레드, 24MB 캐시 및 라데온(Radeon) 780M 그래픽을 탑재하고 있다. 이 프로세서는 테크니컬 컴퓨팅, 멀티미디어 콘텐츠 제작, 개별 그래픽 등 리소스 집약적 애플리케이션에 필요한 연산 성능을 제공하며, 3D 렌더링, 비디오 인코딩 및 사진 편집 등과 같은 까다로운 그래픽 관련 워크로드를 처리한다. 기업용 데스크톱을 위한 AMD 라이젠 프로 8000 시리즈 프로세서는 4nm 공정 기술을 기반으로 최대 8개의 고성능 젠 4 코어를 탑재했으며, 일부 모델은 전용 AI 엔진을 탑재하여 향상된 전력 및 효율과 몰입형 AI 경험을 제공한다.  AMD 라이젠 프로 8000 시리즈 프로세서를 장착한 데스크톱은 주요 비즈니스 애플리케이션 및 데이터에 대한 보다 빠른 액세스와 초고속 데이터 전송, 원활한 워크플로를 위해 최신 DDR5 및 PCIe 4를 지원하며, 일부 모델은 와이파이 7 기반의 차세대 연결성도 제공한다. 라인업 중 최상위 제품인 AMD 라이젠 8700G 프로세서는 고성능 8 코어 16 스레드, 24MB 캐시 및 통합 AMD 라데온 780M 그래픽을 탑재한다. AMD 라이젠 8700G는 AMD의 성능 테스트에서 경쟁 제품 대비 더 적은 전력을 소모하면서도 최대 19% 향상된 성능을 제공하는 것으로 나타났다. AMD는 “AMD 라이젠 7 프로 8799G 프로세서를 탑재한 기업용 데스크톱은 특정 테스트를 기준으로 경쟁사 프로세서에 비해 최대 47% 향상된 시스템 성능과 3배 향상된 그래픽 성능을 제공한다”고 전했다. 새로운 라이젠 프로 8040 시리즈 모바일 프로세서는 2024년 2분기부터 HP와 레노버를 포함한 OEM 파트너사를 통해 공급될 예정이며, 라이젠 프로 8000 시리즈 데스크톱 프로세서는 2024년 2분기부터 OEM 파트너사인 HP와 레노버, 일부 채널 파트너 플랫폼을 통해 공급될 예정이다. AMD의 컴퓨팅 및 그래픽 그룹 총괄 책임자인 잭 후인(Jack Huynh) 수석 부사장은 “AMD는 최신 비즈니스 요구사항을 해결하기 위해 광범위한 AI 기술 포트폴리오를 제공하고 있다. 또한, 다양한 유형의 데스크톱과 모바일 PC에 더욱 뛰어난 성능과 효율성을 제공하기 위해 AI PC 리더십을 지속해서 확장하고 있다”면서, “AMD의 최신 프로 시리즈 프로세서는 프리미엄 컴퓨팅 경험에 대한 새로운 기준을 제시하고, 업계 선도적인 성능과 보안을 통해 기업들이 모든 PC에 AI 기능을 구축할 수 있도록 지원한다”고 밝혔다.

슈나이더 일렉트릭이 엔비디아와 데이터센터 인프라 최적화 및 디지털 트윈 기술 기반 마련을 위한 파트너십을 체결했다고 밝혔다. AI 애플리케이션이 산업 전반에 걸쳐 주목을 받고 있는 동시에, 기존 컴퓨팅보다 더 많은 리소스에 대한 수요가 높아지며 처리 능력에 대한 필요성이 기하급수적으로 증가하고 있다. 특히 데이터센터 설계와 운영이 눈에 띄게 변화하고 복잡해지면서, 업계에서는 운영의 효율성과 확장성을 모두 갖춘 안정적인 데이터센터 시스템을 신속하게 구축하고 운영하기 위해 노력하고 있다. 슈나이더 일렉트릭은 이번 파트너십을 통해 엔비디아의 첨단 AI 기술과 자사의 데이터센터 인프라에 대한 전문성을 바탕으로 데이터센터 레퍼런스 디자인을 출시해 업계 전반에 공개할 예정이다. 슈나이더 일렉트릭은 데이터센터 에코시스템 내 AI 배포 및 운영의 기준을 재정의함으로써 업계 발전의 중요한 이정표가 될 것으로 전망하고 있다.     슈나이더 일렉트릭은 데이터 처리, 엔지니어링 시뮬레이션, 전자 설계 자동화 등을 위해 구축된 엔비디아의 가속 컴퓨터 클러스터에 최적화된 데이터센터 레퍼런스 디자인을 소개할 예정이다. 이 디자인은 특히 고밀도 클러스터를 위한 간략 시운전과 안정적인 운영을 보장하는 고전력 분배, 액체 냉각 시스템 및 제어 기능을 구현하는데 중점을 뒀다. 슈나이더 일렉트릭은 이번 협력으로 AI 솔루션을 데이터센터 인프라에 원활하게 통합하고, 효율  및 안정적인 수명 주기를 보장하는데 필요한 도구 및 리소스를 제공하는 것을 목표로 한다고 밝혔다. 슈나이더 일렉트릭이 제공하는 데이터센터 레퍼런스 디자인은 파트너, 엔지니어 및 기업이 기존 데이터센터 운영에 참고할 수 있으며, 고밀도 AI 서버 및 액체 냉각AI 클러스터에 최적화된 새로운 데이터센터를 구축하는데도 활용할 수 있다. 또한 슈나이더 일렉트릭은 자회사인 아비바의 디지털 트윈 플랫폼을 엔비디아 옴니버스(NVIDIA Omniverse)에 연결해 가상 시뮬레이션 및 협업을 위한 통합 환경을 제공할 예정이다. 이 환경에서 설계자, 엔지니어 및 데이터센터 운영자는 상호 원활한 협업을 할 수 있으며, 복잡한 시스템의 설계 및 구축을 가속화하는 동시에 출시 기간과 비용을 절감할 수 있다. 엔비디아의 이안 벅(Ian Buck) 하이퍼스케일 및 HPC 부분 부사장은 “슈나이더 일렉트릭과의 협력을 통해 우리는 차세대 엔비디아 가속 컴퓨팅 기술을 사용해 AI 데이터센터 설계를 제공하게 됐다”면서, “이는 조직이 AI의 잠재력을 활용하고 산업 전반에 걸쳐 혁신과 디지털 전환을 추진하는데 필요한 인프라는 제공한다”고 설명했다. 슈나이더 일렉트릭의 판카즈 샤르마(Pankaj Sharma) 시큐어파워 사업부 데이터센터 비즈니스 총괄 부사장은 “데이터센터 솔루션에 대한 슈나이더 일렉트릭의 전문성과 엔비디아의 AI 기술 리더십을 결합하여 기업이 데이터 센터 인프라의 한계를 극복하고 AI의 잠재력을 최대한 활용할 수 있도록 도울 것”이라며, “엔비디아와의 협력을 통해 보다 효율적이고 지속가능한 미래를 만드는데 큰 기여를 할 수 있을 것이라 생각한다”고 전했다.

케이던스 디자인 시스템즈는 지속 가능한 데이터센터 설계와 최신화를 촉진하는 종합 AI 기반 디지털 트윈 솔루션을 출시하면서, 데이터센터 에너지 효율과 운영 용량 최적화를 지원한다고 밝혔다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 미국 내 데이터센터가 전기 사용 총량에서 차지하는 비중이 2023년 기준으로 4%를 넘어섰으며, 향후 수십 년간 기하급수적으로 증가할 전망이다. 케이던스의 리얼리티 디지털 트윈 플랫폼은 데이터센터 설계자 및 운영자가 데이터센터의 복잡한 시스템을 탐색하고 데이터센터 컴퓨팅 및 냉각 리소스의 비효율적인 사용에 따른 용량 부족 문제를 해결함으로써, 전력 부족 시대에 AI 기반 워크로드 최적화로 환경에 미치는 영향을 완화하는데 도움을 줄 수 있다.  케이던스의 리얼리티 디지털 트윈 플랫폼(Cadence Reality Digital Twin Platform)은 전체 데이터센터를 가상화하고 AI, 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 물리 기반 시뮬레이션을 사용하여 데이터센터의 에너지 효율을 개선해준다. 물리적 데이터센터의 포괄적인 디지털 트윈을 생성함으로써, 진화하는 비즈니스 및 환경 관련 요구사항에 발맞춰 정밀한 인프라 계획, 분석 및 관리 능력을 제공하는 것이다.      케이던스 리얼리티 디지털 트윈 플랫폼은 모델 생성 및 시뮬레이션에 AI를 사용하여 공기 흐름, 풍속, 공기 흡입을 막는 장애물, 내/외부 온도 변화 등 데이터센터 운영에 영향을 미치는 물리적인 외부 요인을 예측한다. 고급 모델링 기능을 통해 광범위한 설계 시나리오 및 운영 전략을 시뮬레이션하고, 각 데이터센터별로 에너지 효율이 가장 큰 솔루션을 찾아낸다. 그리고, 설계 프로세스에 외부 환경 요인을 통합하여 탄력적인 개발뿐 아니라 지속 가능한 데이터센터 운영을 가능하게 한다. 이 플랫폼은 각 프로젝트의 세부 요건에 맞는 자동화된 상세 리포트를 제공하여, 잠재적인 에너지 절감 및 효율성 향상에 대한 심층적인 이해를 지원한다. 또한, 여러 냉각 시스템이 에너지 소비에 미치는 영향을 평가하여 가장 효과적인 냉각 솔루션에 대한 통찰력을 제공한다. 이외에도 케이던스의 멀티피직스(multi-physics) 솔버에 통합되어 칩렛(chiplet)에서 기후에 이르기까지 동일한 정확성을 갖는 고용량 멀티 도메인 엔진을 구현할 수 있는 것이 특징이다. 케이던스는 이 플랫폼을 통해 모든 산업서 차세대 데이터센터 및 AI 공장의 개발을 가속화할 수 있으며, 엔비디아 옴니버스(NVIDIA Omniverse) 개발 플랫폼과 통합되어 최대 30배 더 빠른 설계 및 시뮬레이션 워크플로를 구현할 수 있다고 설명했다. 케이던스의 톰 베클리(Tom Beckley) 커스텀 IC &PCB 그룹 수석 부사장 겸 총괄은 “데이터센터가 AI의 급속한 성장에 직면하여 지속가능성과 에너지 효율에 우선순위를 두어야 한다는 압박을 받고 있는 상황”이라면서, “리얼리티 디지털 트윈 플랫폼이 데이터센터 설계 및 운영의 모든 측면을 최적화하여 에너지 효율을 개선하고, 보다 더 효율적이고 탄력적이며 환경 친화적인 길을 열어줄 것”이라고 설명했다.

시뮤텐스 소프트웨어를 활용한 복합소재 해석 (1)   2019년 독일 KIT(카를스루에 공과대학교) 박사 출신의 졸업생 3명이 시뮤텐스(SIMUTENCE)라는 가상 복합재 해석 솔루션 회사를 설립하였다. 시뮤텐스는 상용 FEA(유한요소해석) 툴에 연결되는 맞춤형 시뮬레이션 방법을 포함한 설계 및 엔지니어링 서비스를 자동차, 항공우주 산업 뿐만 아니라 스포츠 용품/레크리에이션 분야까지 광범위하게 제공하고 있다. 이번 호부터 3회에 걸쳐 시뮤텐스 시뮬레이션 소프트웨어의 상세 기능, 모듈, 사례 등에 대해 소개한다.   ■ 자료 제공 : 씨투이에스코리아, www.c2eskorea.com   가상 프로세스 체인 시뮤텐스는 엔지니어링 컨설팅 및 시뮬레이션 작업을 제공하고, 아바쿠스(Abaqus) FEA 툴 등 맞춤형 플러그인을 개발 및 공급하며 금속 설계를 복합재로 변환하는 방법, 재료 및 프로세스 기술을 선택 및 최적화하는 방법을 포함한 통합 패키지를 개발 및 공급한다. 지난 2023년 3월에는 한국 및 아시아 지역의 독점 공급, 판매 및 교육, 기술지원 파트너로 씨투이에스코리아를 선정해, 국내 고객을 대상으로 솔루션을 제공하고 있다. 시뮤텐스는 다양한 열경화성 및 열가소성 복합재는 물론 하이브리드 금속/복합재 구조까지 시뮬레이션 기술을 지원하고 있다. 그리고 까다로운 엔지니어링 문제로 어려움을 겪고 있는 고객을 위해 FEA 구조 해석 시뮬레이션 소프트웨어인 아바쿠스 및 사출.압축.오버몰딩 성형 해석 시뮬레이션 소프트웨어인 몰드플로우(Moldflow)와 같은 프로세스 시뮬레이션 코드를 사용한다. 이러한 표준 도구가 적합하지 않거나 고객이 다른 유형의 엔지니어링 솔루션을 필요로 하는 경우, 특정 요구 사항을 충족하는 맞춤형 도구도 개발 가능하다. 시뮤텐스의 임무는 복합재 부품 설계자와 제조업체가 가상 프로세스 체인을 통해 경량 부품과 공정을 개발하고 최적화하도록 돕는 것이다. 따라서, 각 기업 및 현장에서 사용하는 맞춤형 가상 프로토타이핑 시뮬레이션 툴의 정확성과 신뢰성 때문에 물리적 테스트를 여러 번 반복하는 불편함과 비용과 시간과 인력을 줄일 수 있다.     일반적으로 초기 제품 개발 단계는 엔지니어링 목표를 정의한 다음, 모든 기능적 요구 사항을 충족하는 재료별 설계를 개발하는 것부터 시작한다. 다음으로 공정 시뮬레이션을 적용하여 제조 가능성을 확인하고, 적합한 가공 매개변수를 선택하고, 기존 제조 효과(예 : 성형 또는 충진으로 인한 섬유 배향)와 결함(예 : 주름, 드라이 스팟(dry spot), 충진 문제 등)을 예측한다. 프로세스 및 구조 시뮬레이션을 위한 고급 모델링 기술과 제조 효과를 후속 시뮬레이션 단계로 지속적으로 이전할 수 있도록 구축한 인터페이스는 상용 소프트웨어 아키텍처의 모델링 기능을 향상시킬 수 있다. 치수 정확도는 복합재 설계에서 중요한 문제가 될 수 있으므로, 변형 및 열역학적 분석(경화/결정화 동역학 포함)을 적용하여 치수 변화를 예측하고 잔류 응력을 평가한다. 마지막 단계는 설계가 하중 요구 사항을 충족하는지 확인하고 강성을 결정하며 파손 시점 및 시작 및 초기 파손 모드 분석을 제공하기 위해 구조 해석을 수행하는 것이다.   공정 시뮬레이션 전문성 섬유 강화 복합재의 구조적 거동은 제조 효과에 의해 뚜렷이 영향을 받으므로, 가상 프로세스 체인을 적용함으로써 구조적 성능에 대한 제조 효과를 고려할 수 있다. 이러한 가상 설계 루프는 정확성과 신뢰성으로 인해 여러 차례의 설계 및 물리적 부품 테스트를 제거하여 개발 시간과 리소스를 줄이는데 도움이 된다. 우리는 중립적인 교환 형식으로 운영하기 때문에 고객이 현재 사용하고 있는 다양한 소프트웨어 패키지에 연결할 수 있다. 시뮤텐스는 열성형(thermoforming) 시뮬레이션, 압축 성형 시트(SMC)의 충전 시뮬레이션, 매핑 및 균질화를 위한 인터페이스용 플러그인 기능을 아바쿠스 FEA 제품군에서 사용할 수 있도록 추가하였다. 복합재 시뮬레이션에 대한 전문 지식과 KIT의 스핀오프라는 배경을 통해 최첨단 시뮬레이션 방법을 지원할 수 있다는 점을 내세운다.     SimuFill 시뮤필(SimuFill)은 성형 프로세스 모델링을 위한 기존 소프트웨어 아키텍처(아바쿠스 및 몰드플로우 플러그인)를 개선하여 고급 압축 및 사출 성형 분석이 가능하다. 시뮤필을 통해 제공되는 몰드플로우 추가 기능으로 pvT 거동을 경화도의 함수로 모델링할 수 있으며, 사출 및 압축 성형용 열가소성 및 열경화성 수지에 대한 결정화 및 경화 역학을 각각 예측하는 것이 포함된다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술 (8)   전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션은 긴 설계 주기를 단축하고 비용이 많이 드는 실험 횟수를 줄이기 위해 널리 사용되어 왔다. 하지만 기존 CFD 솔버 기술과 컴퓨팅 리소스의 정확도와 속도 제한으로 인해 CFD 분석의 잠재력이 제한되었다. 이러한 문제로 인해 일반적으로 CFD 사용자는 효율적인 가상 엔지니어링을 수행하지 못했다. 턴키 CFD 솔루션인 케이던스 밀레니엄 M1(Millennium M1) CFD 슈퍼컴퓨터는 대형 와류 시뮬레이션(LES)을 위한 케이던스 피델리티(Fidelity) LES 솔버와 같은 그래픽 처리 장치(GPU) 상주 CFD 솔버와 확장 가능한 고성능 컴퓨팅(HPC) 하드웨어의 조합으로 이러한 장애물을 극복하여 전례 없는 성능을 발휘한다. 고품질 합성 데이터의 신속한 생성을 통해 제너레이티브 AI(generative AI)는 정확도 저하 없이 최적의 시스템 설계 솔루션을 빠르게 식별할 수 있다.   ■ 자료 제공 : 나인플러스IT, www.vifs.co.kr   밀레니엄 M1은 처리 시간을 며칠에서 몇 시간으로 단축하여 항공우주, 자동차, 발전 및 터보 기계 애플리케이션에서 LES의 실제 적용 범위를 확장한다.   그림 1. 케이던스 밀레니엄 M1 CFD 슈퍼컴퓨터   밀레니엄 M1의 주요 효과 밀레니엄 M1은 설계 시간 및 컴퓨팅 리소스 절약 효과를 가져다줄 수 있다.   GPU 가속  고성능의 GPU 상주 CFD 솔버가 최저 전력 소비로 빠른 시간 내에 결과를 제공한다.   턴키 솔루션 바로 사용할 수 있는 단일 CFD 슈퍼컴퓨팅 솔루션을 위해 피델리티 CFD 소프트웨어와 HPC 하드웨어를 결합한다.   최적화된 성능 확장 가능한 HPC 아키텍처와 최신 GPU 상주 솔버가 최적의 시스템 성능을 위해 튜닝되었다.   뛰어난 확장성  빠른 처리 시간을 위해 애플리케이션에 따라 스택형 컴퓨팅 노드를 확장할 수 있다.   표 1. 밀레니엄 M1은 자동차, 항공우주 및 터보 기계 애플리케이션을 위한 당일 시뮬레이션 처리 시간을 제공한다.   밀레니엄 M1의 특징 밀레니엄 M1은 CFD 슈퍼컴퓨팅을 위한 통합 하드웨어 및 소프트웨어 플랫폼이다.   GPU 가속 GPU 가속화는 항공우주, 자동차, 터보 기계 및 기타 여러 산업에 막대한 영향을 미치며 고충실도 CFD를 혁신하고 있다. CFD에 GPU 컴퓨팅을 활용하면 엔지니어링 효율성을 높일 수 있다. 주어진 컴퓨팅 투자에 대해 피델리티 LES 솔버는 CPU 대비 최대 10배의 처리량 증가를 제공한다. 고정된 시뮬레이션 처리량의 경우, CPU 컴퓨팅 대비 GPU 컴퓨팅의 에너지 요구량 감소는 약 17배이다.   그림 2. 합동 타격 미사일(JSM) 기체용 밀레니엄 M1의 피델리티 LES 확장성 확장성 밀레니엄 M1은 외부 공기역학 및 항공 음향에서 연소 및 다중 물리학에 이르기까지 애플리케이션 전반에 걸쳐 거의 선형에 가까운 확장을 제공한다. 이 제품은 두 개의 GPU 노드에서 14시간 이내에 착륙 구성의 실제 항공기를 정확하게 시뮬레이션하는 등, 빠른 시간 내에 결과를 얻을 수 있는 대규모 LES 시뮬레이션을 지원한다.   고충실도 LES 밀레니엄 M1의 피델리티 LES 솔버는 고급 수치 방법과 모델을 결합하여 GPU 가속을 통해 비용 효율적이고 높은 처리량의 시뮬레이션을 제공한다. 고유한 솔버 이산화가 최신 서브 그리드 스케일 및 벽 모델링과 결합되어 그리드 해상도에 높은 견고성을 제공하는 LES 기능을 제공한다.   그림 3. 다양한 메시 크기에 대한 샌디아 플레임 D 실험과 Fidelity CharLES 결과 비교     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.