FREDMPC是由美國Photon Engineering公司新開發的可以進行大規模并行計算的新一代光學工程仿真軟件，FREDMPC已于2018年11月28日正式對外發布，歡迎前來訂購！
FREDMPC是什么？
FRED原始版本只在單個CPU上進行光線追跡和分析計算。隨著PC硬件的發展，FRED允許越來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“多線程的”。（例如：光線追跡和分析任務分給多個并行工作的處理器。）不僅單個PC變得功能強大，可以使用多個處理器，而且工作站群集在一起的網絡也允許在FRED中實現分布式計算。在這種操作模式下，分析任務被發送到多個聯網的PC，它們可以在它們自己的多線程上下文中單獨運行分配的工作。在這種操作模式下，分析任務被發送到多個聯網的PC，它們可以在它們自己的多線程功能中單獨運行分配的工作。這些模式顯著減少了計算時間，但是這種方法依賴昂貴的CPU架構和相對緩慢的網絡。
大規模并行計算范例的最新方法是圖形處理單元（GPU），其中問題被分解為小塊并由多個處理器并行操作。這種GPU硬件技術中，NVIDIA是業界領先的，在單個工作站中，允許數千個并行運行的處理單元。GPU硬件（和軟件）發展迅速，可伸縮性強，與基于分布式CPU的網絡相比，入門成本相對較低。通過簡單地添加或升級PC中的GPU，使用FREDMPC進行光線追跡和分析，可以比使用傳統多線程CPU快幾個數量級。
從程序結構的角度來看，利用GPU就得要求FRED中的每個功能在源代碼庫中都有兩個版本；一個版本是專門為CPU編寫的，一個版本是專門為GPU編寫的。當發出使用GPU的請求時，CPU上的FRED模型通過翻譯器傳遞，該翻譯器將每個FRED特性映射到其等效GPU版本。
CPU上的FRED模型通過模型轉換步驟映射到GPU上的等效代碼
這種結構的結果是，每個需要GPU支持的FRED功能都必須用專門的GPU代碼完全重寫。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，這可以用來快速確定其對于給定分析任務的適當性。
何時使用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光線追跡時還應該考慮哪些其他因素？
模型加載與設備初始化
在GPU上對系統進行光線追跡和分析之前，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（我們將其稱為設備“延遲”）。如果用于創建、追跡和分析光線的CPU計算的總時間少于40秒，那么GPU與CPU相比沒有任何優勢。隨著分析中使用的光線數量的增加，用于光線創建、光線追跡和分析的GPU的固有速度將從這個初始延遲中恢復，GPU將開始優于CPU。當涉及到大量的光線計數(數千萬、數億、數十億)時，GPU光線追跡將真正發揮作用。
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、光線重繪和光線過濾在FREDMPC中是限制的，用戶可能需要使用CPU能力從光線追跡中提取更具體的信息。
幾何集約模型
GPU優于CPU的一個顯著優點是，在光線追跡期間，GPU擅長通過幾何排序來發現光線交叉點。因此，如果一個模型包含許多幾何元素（例如，導入的CAD或三角形網格對象），那么應該考慮GPU。
安裝和授權
通過許可證授權控制對 FREDMPC功能的訪問。 FREDMPC不是一個需要單獨安裝的獨立產品。在安裝FRED（安裝和設置）后，啟動程序并導航到Help>License Authorization。在“Software License Authorization”對話框（如下所示）中，通過檢查對話框右側的“MPC Capable”框，確認許可證授權代碼允許訪問 FREDMPC的功能。如果此選項未選中，則許可證授權不允許您訪問 FREDMPC功能。如果您已經購買了 FREDMPC，則需要用最新的許可證授權密碼更新您的許可證。如果您還沒有購買 FREDMPC，請聯系 [email protected]索取價格信息或接收報價。 |
