Synthèse
Connu pour son esprit d'innovation, le leader des équipements de golf Ping a besoin de puissantes capacités HPC pour faire évoluer sa vaste gamme de produits. Ses serveurs précédents approchant leur fin de cycle, Ping a déployé un serveur de type Altair HyperWorks Unlimited (HWUL) alimenté par des processeurs Intel® Xeon® Scalable. Ce système offre des résultats jusqu'à 4,5 fois plus rapides que le système HPC précédent de Ping, tout en multipliant l'efficacité de la conception par deux dans certains cas. 1 Lorsque la pandémie a contraint les employés à travailler à domicile, Ping a utilisé la flexibilité du système pour convertir rapidement son infrastructure physique en Cloud privé.
Défi
Ping est une entreprise familiale très présente dans le monde du golf et jouit d'une réputation bien méritée en matière d'innovation. La société basée à Phoenix a été fondée en 1959 lorsque Karsten Solheim, ancien ingénieur de GE et innovateur légendaire, a créé un nouveau type de putt. Il a nommé sa société d'après le son du club frappant une balle de golf. En 1962, un club de golf Ping a remporté sa première victoire sur le circuit de la Professional Golf Association (PGA).
Près de 60 ans plus tard, Ping est toujours le leader du secteur des équipements de golf. Au 27 juillet 2020, les pilotes Ping ont aidé plus de joueurs à remporter des tournois du PGA Tour 2020 que toute autre marque. La technologie Turbulator de Ping, inspirée des caractéristiques de conception des avions et des semi-remorques, aide les professionnels et les amateurs à frapper la balle plus loin, avec plus de vélocité et de contrôle. La technologie Dragonfly, fondée sur la science du biomimétisme, permet à la société de produire des têtes de couronne (surface supérieure de la tête d'un club de golf) ultrafines et ultra légères. Ces têtes augmentent la tolérance et aident à compenser les swings qui frappent la balle de façon décentrée. Même les sacs de golf de Ping sont très sophistiqués et suffisamment robustes pour être empilés dans un coffre de voiture chaud et laissés pendant des heures.
Les avancées de Ping nécessitent un équilibrage de l'optimisation de la conception aussi complexe que le domaine de l'ingénierie automobile et spatiale. Pour ce faire, les développeurs utilisent une gamme de logiciels de simulation et d'analyse compatibles avec le calcul intensif. Ils s'appuient sur la dynamique des fluides numérique (CFD) pour réduire la traînée aérodynamique et optimiser le flux d'air sur un pilote. Ils utilisent l'analyse par éléments finis (FEA) pour fabriquer des clubs durables et de haute qualité et les mettre sur le marché plus rapidement. Ils utilisent l'analyse des matériaux pour développer de nouveaux matériaux. Ils effectuent également des analyses acoustiques pour s'assurer que les modifications apportées n'affectent pas le son du club contre la balle.
Comme l'explique Eric Morales, ingénieur principal en simulation chez Ping, « Loin de créer de simples gadgets, nous innovons dans le domaine de la science. Nous nous efforçons constamment d'innover avec des marges de plus en plus étroites, tout en respectant les délais impartis. Si la mise sur le marché d'un produit est retardée parce que vous n'avez pas identifié la cause profonde d'un problème, le coût de la reprise et la perte de revenus engendrés peuvent être stupéfiants. »
Solution
Ping a commencé à utiliser des outils CAE sur des PC de bureau équipés de processeurs Intel® pour soutenir sa volonté d'innovation. En 2005, l'entreprise a réalisé qu'elle avait besoin des performances et de la capacité d'un système de calcul intensif. Cette année-là, Ping a déployé un supercalculateur Cray XT à 12 cœurs alimenté par des processeurs Intel® Xeon®. En 2013, l'entreprise est passée à une plateforme sur mesure de 48 cœurs, basée sur des processeurs Intel Xeon. Les deux systèmes utilisaient le logiciel Altair CAE.
Leur système sur mesure arrivant en fin de cycle, Ping a choisi une autre plateforme basée sur les processeurs Intel Xeon Scalable. Après 15 ans d'expérience avec les technologies HPC d'Intel Eric Morales estime que le choix d'une solution basée sur un processeur Intel est évident. « Les processeurs Intel s'intègrent parfaitement à tout ce que nous essayons de faire, et ils sont vraiment fiables », explique-t-il. « Ils nous offrent une base solide pour toutes nos activités. »
Ping a choisi le serveur physique HyperWorks Unlimited (HWUL) d'Altair, un système HPC entièrement géré et préconfiguré, basé sur une plateforme Dell EMC avec des processeurs Intel® Xeon® Gold. Ces processeurs offrent des vitesses de mémoire élevées et une grande capacité de mémoire afin de fournir d'excellentes performances pour les charges de travail CAE exigeantes de Ping. Les développeurs d'Altair ont utilisé la bibliothèque Intel® Math Kernel Library (Intel® MKL) et ont exploité la technologie Intel® Advanced Vector Extensions 512 (Intel® AVX-512) pour optimiser les performances de leurs applications exigeantes.
La technologie Intel que nous utilisons est un atout clé pour Altair. ... Nous pouvons élaborer un système en sachant que le client obtiendra d'excellentes performances avec nos outils logiciels. Nous pouvons déployer le système en toute confiance, en sachant qu'il fonctionnera bien pendant des années sans entraîner une charge d'assistance énorme ». -Rick Watkins, directeur des solutions Cloud et d'appliance, Altair.
En plus des ressources basées sur le processeur Intel Xeon Gold, le système HWUL dispose d'un nœud principal basé sur le processeur Intel® Xeon® Silver. Ce nœud héberge le portail Web Altair Access, gère la planification des charges de travail et le provisionnement du matériel, et agit en tant que contrôleur de stockage pour le stockage dédié du cluster. Le nœud principal exécute également des outils de visualisation qui permettent aux utilisateurs de commencer le post-traitement des résultats de simulation dès qu'une simulation est terminée.
Le dispositif Altair HWUL facilite le calcul intensif pour les PME telles que Ping. « Le matériel est bien adapté à notre travail », continue Eric Morales. « Il nous offre la performance nécessaire pour exécuter d'autres analyses en arrière-plan. Nous avons la possibilité d'étendre le système en ajoutant de la capacité au serveur. Nous avons accès à tous les logiciels Altair, ainsi qu'à un nombre croissant d'applications tierces. Nous bénéficions également d'avantages en termes de coûts grâce au modèle de licence tout compris d'Altair ».
Les technologies Intel apportent également de la valeur à Altair en tant que développeur de solutions. « La technologie Intel que nous utilisons a été d'une grande valeur pour Altair », déclare Rick Watkins, directeur des solutions cloud et d'appliance chez Altair. « Ses performances cohérentes et sa forte intégration avec d'autres technologies requises, notamment Intel® Message Passing Interface et Intel AVX-512, sont précieuses pour notre entreprise comme pour nos clients. Nous pouvons élaborer un système en sachant que le client obtiendra d'excellentes performances avec nos outils logiciels. Nous pouvons déployer le système en toute confiance, en sachant qu'il fonctionnera bien pendant des années sans entraîner une charge d'assistance énorme ».
La simulation permet de créer de meilleurs produits. ... Nous réduisons les risques au niveau de la conception et de la variabilité des performances des produits, car nous disposons de plus de temps pour itérer et améliorer la qualité et l'innovation sans retarder la mise sur le marché. Les performances et les capacités du système, ainsi que les capacités prédictives des outils, offrent une valeur ajoutée à chaque produit que nous développons. » -Eric Morales, ingénieur principal, Ping Golf
Résultats
Le système de Ping aide l'entreprise à continuer à mettre rapidement sur le marché des produits innovants et de haute qualité. « La simulation permet de créer de meilleurs produits », affirme Eric Morales. « Le nouveau dispositif possède le même nombre de nœuds de calcul que notre système HPC précédent, avec toutefois plus de deux fois plus de cœurs. Grâce à ces performances, nous sommes en mesure d'obtenir des résultats de simulation jusqu'à 4 ou 4,5 fois plus rapides par tâche. Nous pouvons exécuter plusieurs tâches simultanément et obtenir ces résultats plus rapidement. Nous réduisons les risques au niveau de la conception et de la variabilité des performances des produits, car nous disposons de plus de temps pour itérer et améliorer la qualité et l'innovation sans retarder la mise sur le marché. Les performances et les capacités du système, ainsi que les capacités prédictives des outils, offrent une valeur ajoutée à chaque produit que nous développons. »
Eric Morales observe que le système favorise la créativité et le rendement. « Nous expérimentons davantage maintenant que nous avons accès à ce système plus vaste », explique-t-il. « Les performances et les outils de simulation de l'appareil nous permettent d'exécuter différents types de simulations et plusieurs types d'analyses en même temps. Nous n'avons pas besoin d'attendre qu'une autre tâche soit terminée, ce qui nous permet d'obtenir un débit beaucoup plus important. Nous observons des boucles de rétroaction plus rapides pour les ingénieurs, et nous obtenons beaucoup plus de résultats avec les mêmes ressources humaines. »
Bubba Watson, double champion des Masters, joue avec le nouveau pilote PING G425.
La possibilité d'effectuer des pré- et post-traitements sur le nœud de tête ajoute à l'impact du système. « La possibilité d'effectuer des visualisations et d'autres post-traitements sans avoir à déplacer de grands ensembles de données vers une station de travail peut nous faire gagner des heures chaque jour », explique Eric Morales. « Nous pouvons transmettre les résultats aux développeurs et aux concepteurs immédiatement, et ils peuvent itérer leurs conceptions plus rapidement. Cela a un effet très positif sur la productivité de nos ingénieurs, boostant notre efficacité de 50 % dans certains cas ».
Le système et ses outils CAE contribuent à améliorer la qualité des produits grâce au prototypage virtuel. « Notre premier prototype physique est en fait la version 7, grâce à tout le prototypage virtuel que nous faisons », explique Eric Morales. « Grâce à l'élimination des erreurs avant d'arriver à ce premier prototype physique, il est rare de voir des problèmes liés à l'ingénierie structurelle dans les prototypes physiques. »
Lorsque vous voyez un produit portant la mention « Intel Inside », vous savez qu'il est le fruit de beaucoup de travail et de technologies avancées. Nous voulons que nos clients ressentent la même chose à notre égard. La simulation est le moteur des nouvelles technologies des clubs Ping, et les technologies Intel et Altair sont à leur cœur. » -Eric Morales, ingénieur principal, Ping Golf
Selon Eric Morales, l'utilisation du système et des outils de simulation a permis à Ping de rationaliser l'ensemble de son processus de développement de produits. « Nous réduisons les risques liés à la conception, car nous pouvons l'optimiser dès le départ », déclare-t-il. « Le temps gagné sur l'optimisation répétée d'un modèle peut être investi dans de futures innovations. Nous améliorons les délais de résolution et de mise sur le marché, et nous disposons de plus de ressources pour l'innovation. C'est un atout inestimable ».
Lorsque le COVID-19 a perturbé les activités, le système a aidé Ping à maintenir la productivité de ses ingénieurs. Les systèmes HWUL étaient déjà configurés pour que les ingénieurs puissent soumettre des tâches à distance sur le serveur depuis leurs PC de bureau. Par conséquent, la transition vers le télétravail s'est faite en douceur. Le système HWUL sur site est maintenant utilisé comme un système de Cloud privé pour ceux qui travaillent à domicile. « Nous n'avons rien eu à faire », explique Eric Morales. « Le système se trouve derrière notre pare-feu. Nous nous connectons à distance en VPN et nous exécutons les tâches via l'interface graphique HWUL ».
Les technologies Intel® offrent à Ping une base solide pour adopter les futures avancées des outils et applications HPC. « La FEA et le HPC sont devenus si courants dans notre travail quotidien que nous oublions à quoi ressemblait notre activité sans eux », explique M. Morales. « L'évolution des outils entraîne l'innovation de nos produits. Plus nous apprenons à poser des questions pertinentes, plus des éléments comme le machine learning nous aident à optimiser rapidement nos modèles et à continuer d'innover ».
Au-delà de leurs avantages spécifiques, les technologies Intel renforcent la promesse de la marque Ping d'offrir des produits solides basés sur des technologies de pointe. Lorsque vous voyez un produit portant la mention Intel Inside®, vous savez qu'il est le fruit de beaucoup de travail et de technologies avancées », explique Eric Morales. « Nous voulons que nos clients ressentent la même chose à notre égard. La grande majorité des nouvelles fonctionnalités technologiques de Ping s'appuient sur une base de solutions Intel et Altair ».
Le nouveau pilote G425 de PING a déjà contribué à de nombreuses victoires à travers le monde.
La solution robuste de Ping est le fruit d'une collaboration de longue date entre Altair, Dell EMC et Intel. « Basé par les derniers processeurs Intel Xeon Scalable, le système Altair offre des performances de calcul supérieures dans une solution clé en main », déclare Kirti Devi, directeur des alliances mondiales HPC chez Intel. « Il combine les capacités nécessaires pour accélérer le développement des produits et le délai de commercialisation. Il est fascinant de voir la façon dont des entreprises comme Ping se servent de nos innovations pour accélérer leurs avancées et booster leur rentabilité ».
Composants de la solution
- Serveurs Dell EMC PowerEdge
- Processeurs Intel Xeon Gold 6226R pour le calcul
- Processeurs Intel Xeon Silver 4214 pour le nœud de tête
- Intel MKL
- Intel AVX-512
- Le système physique Altair HyperWorks Unlimited
- Altair OptiStruct, Altair Radioss et d'autres logiciels analytiques.
- Altair PBS Works pour l'ordonnancement et la gestion de la charge de travail du HPC
- Warewulf pour l'administration des clusters