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Fallstudie: Wie wir einem Kernfusions-Startup geholfen haben, seine Simulationen um 2.5x zu beschleunigen und $MMs an Rechenkosten zu sparen

byTommy Aldo Sonin|Nov. 14, 2024

Ein Kernfusions-Startup kam mit drei geschäftlichen Problemen zu uns.

Das erste Problem betraf ihre Softwarekonfiguration. Ihre Kernideen waren solide, aber ihnen fehlten im Team die Spezialisten, um ihre komplexe Hardware-, Software- und Orchestrierungsumgebung so zu konfigurieren, dass sie alle Vorteile von High-Performance Computing (HPC) nutzen konnten.

Das zweite Problem war die Zeit. Die Simulationen dauerten schlicht zu lange und verzögerten den Fortschritt ihrer Kernaufgabe.

Das dritte Problem waren die Kosten. Sie gaben zu viel für ihre Computational-Fluid-Dynamics-Simulationen (CFD) aus. Wenn die Ausgaben in diesem Tempo weiterliefen, müssten sie früher als geplant neue Finanzierung aufnehmen.

Am Ende konnten wir die Laufzeiten ihrer Simulationen deutlich verkürzen und zugleich die Ausführungskosten senken. Wenn Sie wissen möchten, wie wir das erreicht haben, lesen Sie weiter.

A chart comparing AWS instance types running complex fluid dynamics simulations.

Zunächst mussten wir praktisch mit anpacken und ihnen helfen, ihre Software so zu kompilieren, dass sie die latenzarme, bandbreitenstarke Vernetzung ihrer Hardware nutzen konnte. Allein das führte zu einer erheblichen Verbesserung der Rechenleistung im System.

Dann ging es darum, Daten zu sammeln. Wir baten sie um eine repräsentative Workload ihrer CFD-Simulationen und führten zwei Benchmark-Reihen durch.

Den ersten Benchmark führten wir auf dem Instanztyp c5.18xlarge aus, den sie bereits nutzten. Für den zweiten Benchmark verwendeten wir den Instanztyp hpc6a.48xlarge, da wir davon ausgingen, dass er besser zu ihrem Anwendungsfall passt.

Nach einigen Testtagen stellten wir fest, dass der von uns empfohlene Instanztyp die Laufzeiten ihrer Simulationen deutlich verbesserte. Um die Vergleiche so direkt wie möglich zu halten, testeten wir Workloads mit derselben Anzahl an Knoten und Tasks auf beiden Instanztypen. Bei der Skalierung auf zwei Knoten sahen wir eine Verbesserung der Simulationslaufzeit um 50%. Durch zusätzliche Knoten konnten wir diese Verbesserung weiter steigern.

Mit zunehmender Anzahl von Knoten und Tasks konnten wir keine exakten Vergleiche mehr ziehen, da die relative Anzahl verfügbarer Tasks pro Knoten je nach Instanztyp unterschiedlich skalierte. Auch ohne exakte Vergleichbarkeit deuteten die Zahlen klar auf eine Verbesserung durch den Wechsel des Instanztyps hin. Am Ende wechselten wir den Instanztyp und wählten zwei Knoten mit 96 Tasks pro Knoten. Unser Kunde berichtete anschließend von einer Geschwindigkeitssteigerung um ~2.5x.

Der letzte Teil des Puzzles sind die Kosten. Die von uns empfohlenen Instanztypen waren etwa 5% günstiger als die Instanztypen, die der Kunde bisher nutzte. Wenn wir die Leistungsverbesserungen und Kosteneinsparungen über die Zeit hochrechnen, ausgehend vom geplanten Simulationsvolumen dieses Kunden in den nächsten 3-4 Jahren, schätzen wir die Einsparung allein durch diese einfache Änderung auf mehrere Millionen Dollar.

Dauern Ihre Simulationen zu lange oder kosten sie zu viel? Benötigen Sie Hilfe dabei, Ihre Software, Hardware und Orchestrierung so zu konfigurieren, dass Sie Ihre HPC-Ausgaben voll ausschöpfen? Wir prüfen gerne Ihre Daten, um Verbesserungen zu identifizieren, die Ihnen Zeit, Geld und Aufwand sparen. Schreiben Sie uns einfach, dann vereinbaren wir einen Gesprächstermin.

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Wenn Sie ein Problem haben, das sich mit Daten lösen lässt, können wir helfen. Unser Problemlösungsansatz funktioniert für Unternehmen jeder Größe und Branche. Kontaktieren Sie uns für eine kostenlose Beratung.

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