FREDMPC是由美國Photon Engineering公司新開(kāi)發(fā)的可以進(jìn)行大規模并行計算的新一代光學(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(lái)訂購！
FREDMPC是什么？
FRED原始版本只在單個(gè)CPU上進(jìn)行光線(xiàn)追跡和分析計算。隨著(zhù)PC硬件的發(fā)展，FRED允許越來(lái)越多的處理器并行工作，FRED添加了許多新的代碼，以利用額外的計算能力，將程序變成“多線(xiàn)程的”。（例如：光線(xiàn)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)現分布式計算。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(xiàn)程上下文中單獨運行分配的工作。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(xiàn)程功能中單獨運行分配的工作。這些模式顯著(zhù)減少了計算時(shí)間，但是這種方法依賴(lài)昂貴的CPU架構和相對緩慢的網(wǎng)絡(luò )。
大規模并行計算范例的最新方法是圖形處理單元（GPU），其中問(wèn)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，允許數千個(gè)并行運行的處理單元。GPU硬件（和軟件）發(fā)展迅速，可伸縮性強，與基于分布式CPU的網(wǎng)絡(luò )相比，入門(mén)成本相對較低。通過(guò)簡(jiǎn)單地添加或升級PC中的GPU，使用FREDMPC進(jìn)行光線(xiàn)追跡和分析，可以比使用傳統多線(xiàn)程CPU快幾個(gè)數量級。
從程序結構的角度來(lái)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(zhuān)門(mén)為CPU編寫(xiě)的，一個(gè)版本是專(zhuān)門(mén)為GPU編寫(xiě)的。當發(fā)出使用GPU的請求時(shí)，CPU上的FRED模型通過(guò)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(guò)模型轉換步驟映射到GPU上的等效代碼
這種結構的結果是，每個(gè)需要GPU支持的FRED功能都必須用專(zhuān)門(mén)的GPU代碼完全重寫(xiě)。然而，對于給定的FREDMPC版本，并非所有的FRED功能都將具有GPU計算。“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列表。
當前局限性
下表從較高的層面描述了當前版本的局限性，這可以用來(lái)快速確定其對于給定分析任務(wù)的適當性。
何時(shí)使用FREDMPC
假設上面描述的高級程序限制不阻止使用FREDMPC執行分析，那么在決定是否使用GPU光線(xiàn)追跡時(shí)還應該考慮哪些其他因素？
模型加載與設備初始化
在GPU上對系統進(jìn)行光線(xiàn)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設備。這些步驟的細節可以在使用FREDMPC幫助主題中找到，但是現在假設執行這些操作需要40秒（我們將其稱(chēng)為設備“延遲”）。如果用于創(chuàng )建、追跡和分析光線(xiàn)的CPU計算的總時(shí)間少于40秒，那么GPU與CPU相比沒(méi)有任何優(yōu)勢。隨著(zhù)分析中使用的光線(xiàn)數量的增加，用于光線(xiàn)創(chuàng )建、光線(xiàn)追跡和分析的GPU的固有速度將從這個(gè)初始延遲中恢復，GPU將開(kāi)始優(yōu)于CPU。當涉及到大量的光線(xiàn)計數(數千萬(wàn)、數億、數十億)時(shí)，GPU光線(xiàn)追跡將真正發(fā)揮作用。
探測器分布分析
如果要執行的分析是對探測器“將看到什么”的預測，那么FREDMPC是合適的。盡管功能將繼續擴展，但是FREDMPC中的當前數據分析工具是有限的。例如，基于路徑的分析、光線(xiàn)重繪和光線(xiàn)過(guò)濾在FREDMPC中是限制的，用戶(hù)可能需要使用CPU能力從光線(xiàn)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(zhù)優(yōu)點(diǎn)是，在光線(xiàn)追跡期間，GPU擅長(cháng)通過(guò)幾何排序來(lái)發(fā)現光線(xiàn)交叉點(diǎn)。因此，如果一個(gè)模型包含許多幾何元素（例如，導入的CAD或三角形網(wǎng)格對象），那么應該考慮GPU。
安裝和授權
通過(guò)許可證授權控制對FREDMPC功能的訪(fǎng)問(wèn)。FREDMPC不是一個(gè)需要單獨安裝的獨立產(chǎn)品。在安裝FRED（安裝和設置）后，啟動(dòng)程序并導航到Help>License Authorization。在“Software License Authorization”對話(huà)框（如下所示）中，通過(guò)檢查對話(huà)框右側的“MPC Capable”框，確認許可證授權代碼允許訪(fǎng)問(wèn)FREDMPC的功能。如果此選項未選中，則許可證授權不允許您訪(fǎng)問(wèn)FREDMPC功能。如果您已經(jīng)購買(mǎi)了FREDMPC，則需要用最新的許可證授權密碼更新您的許可證。如果您還沒(méi)有購買(mǎi)FREDMPC，請聯(lián)系support@infotek.com.cn索取價(jià)格信息或接收報價(jià)。
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