Helyszíni kísérletekben – beleértve a japán nemzeti űrügynökséget (JAXA) és a városi közlekedésben végbemenő kommunikációt – használják a Fugaku szuperszámítógép erejét.
A Fujitsu július 21-én bejelentette, hogy sikeres nagyszabású elektromágneses hullámszimulációkat hajtott végre egy sor felhasználási esetre, különböző iparágak területén. Mindezt a Fugaku szuperszámítógép felhőalapú alkalmazásával.
A Fujitsu elképzelései szerint ez az új elemzési megoldás segíteni fog az elektronikus alkatrészek és a kommunikációs berendezések közötti elektromágneses interferenciával kapcsolatos problémák megoldásában. Igen, hasonló problémák vannak az űrben, illetve a városi közlekedésben is, és ezen területek is hasznosítani tudják ezt a tudást. Képességeinek bemutatása érdekében a Fujitsu 2022 januárja és márciusa között szimulációkat végzett ezen a két területen, és 2022 áprilisa és júliusa között megerősítette, hogy ez az elemzési megoldás felhőszolgáltatásként is hatékony.
A szimulációk segítségével a Fujitsu bemutatta, hogy hogyan tudja kihasználni a HPC-erőforrások felhőkörnyezeten keresztüli felhasználása által kínált teljesítményt olyan összetett és nagy léptékű elektromágneses hullámproblémák precíz szimulációinak végrehajtására, amelyeket hagyományos közelítő algoritmusokkal nem lehet megoldani.
A Fujitsu célja, hogy az elektromágneses kompatibilitás teszteléséhez kapcsolódó megoldásokat és tanácsadási szolgáltatásokat nyújtson. Mindezt 2023 végére már Japánban rendszeresíteni is akarják oly módon, hogy a technológia nagy pontosságú elektromágneses hullámelemzési képességeit teljesen kihasználják. Igénybe venni pedig nem lesz bonyolult, ugyanis az egész a Fujitsu Computing as a Service portfóliójába kerül majd a szolgáltatás. Továbbá a Fujitsu tovább népszerűsíti a „fenntartható gyártást”, hogy az emberek és a föld együttélésén keresztül növekedést érjen el, amely a Fujitsu Uvance nevű globális üzleti márka egyik fő fókuszterülete.
Háttér
Az elektronikus alkatrészek és a kommunikációs berendezések közötti elektromágneses interferencia folyamatos kihívást jelent a gyártók számára számos területen, beleértve az elektronikus berendezéseket, az autókat és az űrberendezéseket is. Különösen égető a probléma, ugyanis egyre csak növekszik az elektronikus eszközök száma, így az interferencia is. Ezáltal pedig az elektromágneses kompatibilitás értékelésére szolgáló megoldások iránti kereslet is növekszik. Az összetett és nagy léptékű elektromágneses hullám interferencia-problémák pontos szimulációjához számítási teljesítményre van szükség, és a HPC-környezethez hozzá nem férő felhasználóknak szimulációkat kell végrehajtaniuk hagyományos közelítő algoritmusokkal, amelyek csak korlátozott elemzési pontosságot biztosítanak.
Ezért is tervezi a Fujitsu, hogy reagál erre a kihívásra – úgy, hogy elektromágneses hullámelemző megoldást kínál. A felhő alapú alkalmazásként elérhető megoldás az FDTD módszerre támaszkodik a pontos eredmények elérése érdekében. Így lehetővé teszi a felhasználók, illetve számos iparág számára, hogy könnyen hozzáférjenek a Fujitsu fejlett számítástechnikai technológiáihoz.
(FDTD: Finite-Difference Time-Domain Method”, egy módszer az elektromágneses hullámok viselkedésének számítógép segítségével történő kiszámítására. Maxwell-egyenletek pontos megoldása térben és időben a véges differencia módszerrel.)
Annak érdekében, hogy biztosak legyenek a technológia felhőszolgáltatásként való alkalmazásának hatékonyságára, a Fujitsu nagyszabású elektromágneses hullámszimulációkat végzett a következő két területen.
Nagyvonalakban a két ellenőrzőteszt:
1. Elektromágneses interferencia-problémák kvantitatív értékelése a legújabb röntgen űrteleszkópokban
(A JAXA Űr- és Asztronautikatudományi Intézet esettanulmánya)
A Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) a Fujitsu hullámelemző megoldását használta nagyszabású elektromágneses hullámszimulációk elvégzésére, amelyek a JAXA XRISM röntgen képalkotó műholdjának röntgenspektrométerében mérik a rádióhullámok intenzitását. A Fujitsu megoldását felhasználva a JAXA olyan kísérleti környezetet tudott létrehozni, amely szimulálja azokat a körülményeket, melyek a világűrben tapasztalhatók. Így olyan kiértékeléseket tudtak végezni, amelyeket hagyományos számítási módszerekkel nem lehetett volna. Ennek eredményeként a JAXA sikeresen megerősítette, hogy a rádióhullámok intenzitása az XRISM röntgenspektrométerében olyan szinten van, amely még a pályán sem befolyásolja a műhold megfigyelési teljesítményét.
Masahiro Tsujimoto, a JAXA Űr- és Asztronautikatudományi Intézet docensének megjegyzése:
„Az összes műhold CAD-modelljét használó nagyfrekvenciás szimulációk, amelyek a hagyományos számítási módszerekkel nehezen kivitelezhetők, a Fujitsunak köszönhetően most egyetlen megoldással elvégezhetők. Ez jelentős technikai előrelépést jelent a műholdak tervezésében. Az XRISM műholdprojektben ennek a szimulációnak az eredményei fontos szerepet játszottak a nem ellenőrzött kockázatok kvantitatív értékelésében és a terv érvényességének megerősítésében.”
2. Az 5G-t használó közúti-és jármű-jármű közötti kommunikáció minőségének értékelése a városi területek biztonságosabb közlekedésének, és baleset-megelőzésének érdekében
A Fujitsu nagyszabású elektromágneses hullámszimulációkat végzett a már sokat emlegetett technológiájával, annak érdekében, hogy értékelje a jármű – állomás közötti (nagy sebességű 5G) kommunikáció minőségét a kereszteződésekben elhelyezett adók és a járművekbe szerelt vevők között. A szimulációk során a Fujitsu azt is megfigyelte, hogy az akadályok, köztük a környező épületek, út menti objektumok és más városi területeken közlekedő járművek milyen hatással vannak a kommunikáció minőségére. A Fujitsu továbbá közvetlenül kiszámította az egyes járművek vevőantennái által a kereszteződésekben elhelyezett adókból vett rádióhullámok erősségét és késleltetési terjedését, mindezt az FDTD-módszerszimuláció segítségével a kommunikáció minőségének pontos értékelése érdekében.
Ennek eredményeként a Fujitsu sikeresen hajtott végre elektromágneses hullámszimulációkat egy nagy városi terület modelljének elemzése során, figyelembe véve az összetett hullámhossz-rendeket. A tesztek során a vállalatnak sikerült bebizonyítania, hogy a technológiájával végzett szimulációk pontos eredményeket adnak akkor is, ha a környezet telis-tele van környezeti akadályokkal és egyéb olyan körülményekkel, tárgyakkal, amik interferenciát okoznak, és jellemző az általános városi területekre.
techkalauz.hu – az online techmagazin
