Коротко о системах автоматизированного проектирования (САПР)

Занимаясь проектированием автомобилей, электроники или строительством, не важно что это - постройка зданий или микросхем, прокладывание коммуникаций или подключение транзисторов, расчёт нагрузок, для оптимизации работы используют системы автоматизированного проектирования (САПР).

Сфера применения САПР/CAD-систем:

• Архитектура и строительство

• Приборостроение

• Машиностроение (автомобили, самолёты)

Для пользователя не из сферы, это не только создание 2D чертежей и 3D-моделей, но и расчёт прочности, нагрузок, ведение контроля количества материалов и многое другое.

Их все не будем перечислять, но в любой сфере разработки и проектирования есть что оптимизировать и автоматизировать.

Например, проектные группы зачастую используют Autodesk Revit для проектирования зданий (BIM) и составление проектной документации.

С помощью Revit возможно вести проекты и создать единую информационную модель, не только с геометрией, но и с их характеристиками, с данными о используемых материалах, их стоимости и других параметрах.

Есть и российские платформы BIM:

• Renga

• Model Studio CS

И российские САПР системы:

• nanoCAD — 2D/3D САПР общего назначения от "Нанософт"

• FreeCAD — открытая параметрическая САПР (международная, но активно используется в России)

• КОМПАС-3D — флагманский продукт АСКОН для машиностроительного проектирования и 3D-моделирования

Рассмотрим вариант по использованию платформы Revit в качестве основы.

Один из шагов в работе, это понимание, как работать с системой, не с точки зрения навыков, а как система справится с нагрузкой и работой с Revit. Для этого существует RFOBenchmark, о нём чуть подробнее сейчас расскажем.

Оценка производительности системы программы Revit

Для того, чтобы оценить насколько наша платформа хорошо работает с Autodesk Revit существуют специализированный набор тестов (benchmark) для замера эффективности работы с компонентами:

• Revit API: создание, модификация и удаление элементов модели, изменения её свойств и параметров.

• Обработка геометрии - скорость работы системы с 3D: вычисление площади, объёма и другие геометрически операции.

• Управление данными - оценка эффективности чтения/записи информации в модель, работы с базами данных проекта, экспорта и импорта данных.

• Рендеринг - быстрота отклика и обработка сложных моделей.

Типичные сценарии тестирования:

• Загрузка и обработка крупных BIM-моделей

• Массовое создание семейств и элементов

• Экспорт в различные форматы (IFC, DWG, и др.)

• Работа с облачными сервисами и коллаборацией

• Автоматизация рутинных задач проектирования

RFOBenchmark позволит предварительно оценить систему по производительности, результат измеряется просто - чем быстрее обработка проходит, тем выше скорость работы проектных групп.

Рекомендации по подбору сервера с GPU для Revit

• Для оптимальной работы рекомендуется использовать процессор с частотой не менее 3.8 ГГц.

• Для плавной работы с объектами рекомендуется от 2 Гбайт видеопамяти, для рендеринга объём памяти определяется моделью.

• Видеопамять требуется, преимущественно, для плавной визуальной работой с системой, основная нагрузка идёт на центральный процессор (CPU).

• Использование SSD для быстрого обмена данными - загрузка и выгрузка моделей и работы кэша.

Производительность Revit на разных конфигурациях.

Сделали сравнение работы на различных конфигурациях, опытные проектные группы могут сказать, что - “нерелевантно, у вас 4 ядра, а тестируете ноутбук с 14 ядрами“. Да, взяли для тестирования именно ту конфигурацию, которую часто используют проектные группы при работе у нас в облаке.

Сделали сравнение нашей конфигурации:

• с видеокартой и виртуальным рабочим столом в конфигурации

  • 4 vCPU (AMD EPYC 9374F, 4.1 ГГц), 32 Гбайт RAM, GPU NVIDIA A16 (16 Гбайт)

• без видеокарты

  • 4 vCPU (AMD EPYC 9374F, 4.1 ГГц), 32 Гбайт RAM

Одна из следующих, это третья конфигурация с видеокартой NVIDIA M60 - 4 vCPU (E5-2690 v4, 3.1 ГГц), 24 Гбайт RAM, GPU NVIDIA M60.

И четвертым сравниваем конфигурацию стандартного рабочего места - 14 ядер (i7-13700H, 3.6 ГГц), 16Гбайт RAM, GPU Iris Xe.

Свели данные в таблицу, значения указаны в секундах (время выполнения операции).

При сравнении двух конфигураций на процессоре AMD EPYC 9374F с 4 vCPU, то при работе, где задействован графический адаптер, увеличивается скорость обработки, render benchmark проходит быстрее на 149%, print all views as raster на 74% быстрее, а работа с графикой в standard view быстрее на 1314%.

Если сравним 4 ядра AMD EPYC 9374F с видеокартой NVIDIA A16 и ноутбуком с процессором i7-13700H на 14 ядер и интегрированной видеокартой Iris Xe, то система на ноутбуке не можем провести экспорт как vector, raster (особенности работы теста на системе) и графика в standard view работает медленнее на 34%, при этом создание модели на 9.4% происходит быстрее за счёт NVMe диска.

Анпакинг NVIDIA

Провели тестирование и с NVIDIA L40S, процессор тот же - AMD EPYC 9374F, 4 ядра и 32 Гбайт оперативной памяти. 

Там, где активируется графический адаптер в работе, производительность вырастает в разы.

Влияет ли графический адаптер на производительность Revit?

Краткий и быстрый ответ - да.

С помощью дополнительного теста RFOBenchmark - Graphic acceleration можно оценить производительность системы, как она будет работать с графическим ускорителем (GPU) и без.

Результаты тестирования:

Revit действительно лучше работает с графическим адаптером (GPU), ведь видеокарта позволяет использовать дополнительную мощность, чтобы снизить нагрузку на процессор.

Кейс использования виртуального рабочего стола с Revit

Опишем несколько вариантов использования виртуальных рабочих столов с GPU, которые работают у нас в mClouds в этом году.

Кейс 1. Аутсорсинг проектной группой

Компания подключает для работы с BIM документацией проектную группу у который должен быть ограниченный выход в сеть Интернет и ограниченный доступ к виртуальным рабочим столам. Доступ имеется только до локального Revit Server, где размещается вся документация, и до сетевой папки.

Был предложен вариант, что пользователи подключаются к VPN-серверу, затем могут открыть удалённый рабочий стол и начать с ним работать, документацию могут взять на сетевой папке и на Revit Server.

Кейс 2. Удаленный рабочий стол на….

На время ремонта рабочий станции и дальнейшей командировки пользователю нужен был рабочий стол с GPU для работы Revit. В компании не было замены для рабочего места, поэтому пользователь работал со своего домашнего ноутбука.

Компания приобрела на два месяца рабочий стол с видеокартой NVIDIA A16, профиль 4 Гбайт и предоставила своему пользователю на время ремонта рабочей станции. Пользователь практически не заметил разницы в работе.

Но едины не только Revit, например, для одного из наших мероприятий коллега Владимир спроектировал мини стойку для хранения бутылок с "характером".

Мини стойка

Нам будет интересно узнать и ваш опыт тестирования и работы с Revit и другими CAD и BIM системами с подключением GPU, делитесь в комментариях!