FLYING WHALES ejecuta la CFD en AWS para lanzar rápidamente dirigibles de transporte de cargas respetuosos con el medio ambiente

FLYING WHALES es una empresa emergente francesa que está desarrollando un dirigible de 60 toneladas de carga útil para el mercado de las cargas pesadas y de gran tamaño. El proyecto nació del deseo de Francia de proporcionar un transporte eficiente y respetuoso con el medio ambiente para recoger madera en áreas remotas. “Tenemos una de las zonas forestales más grandes de Europa, pero se encuentra en montañas de difícil acceso”, afirma Guillaume Martinat, ingeniero jefe de aerodinámica de FLYING WHALES. “Por eso necesitamos crear un dirigible que pueda hacer cargas y descargas en vuelo estacionario, sin necesidad de aterrizar”.

Para diseñar su dirigible, FLYING WHALES lleva a cabo tareas complejas de la dinámica de fluidos computacional (CFD), una herramienta que permite simular numéricamente el flujo de cualquier fluido, y simulaciones de análisis estructural, que requieren grandes cantidades de capacidad de computación. La empresa no puede hacer pruebas físicas porque el dirigible es demasiado grande y las pruebas resultarían demasiado costosas y llevarían mucho tiempo. En su lugar, los ingenieros necesitan datos para determinar el tamaño del dirigible y definir las cargas de trabajo de cada fase de vuelo. La CFD proporciona a los ingenieros estos datos tan necesarios sin tener que fabricar ninguna pieza, lo que permite que el proceso de diseño sea mucho más rápido. Sin embargo, cada computación requiere unos 600 núcleos y se necesitan aproximadamente 400 computaciones para generar un modelo, para lo que se requiere una gran cantidad de recursos de computación.

Al principio, la empresa se basó en un clúster interno de computación de alto rendimiento (HPC) para el análisis de la CFD. Sin embargo, el clúster solo tenía 200 núcleos y la empresa no contaba con la escalabilidad y flexibilidad necesarias para dar cabida a las cargas de trabajo. FLYING WHALES también se necesitaba asegurar de que su entorno de TI fuera rentable y estuviera listo para una entrega del modelo en 2021. “Como empresa emergente, carecíamos de los recursos necesarios para cumplir ese plazo por nuestra cuenta”, afirma Martinat.

FLYING WHALES decidió trasladar su entorno de HPC a la nube y ejecutar sus cargas de trabajo de la CFD en Amazon Web Services (AWS). “Evaluamos varios proveedores de servicios en la nube y AWS nos proporcionó el mejor rendimiento”, afirma Martinat. Concretamente, FLYING WHALES eligió ejecutar las cargas de trabajo en instancias C5n.18xlarge de Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2), que admiten Elastic Fabric Adapter (EFA) como interfaz de red de las instancias de Amazon EC2. Las instancias C5n proporcionan la potencia y escalabilidad que FLYING WHALES necesita para sus cargas de trabajo de la CFD. FLYING WHALES aprovisiona instancias C5n mediante instancias de spot de Amazon EC2. Las instancias de spot son capacidad sobrante de Amazon EC2 disponible con hasta un 90 por ciento de descuento. Con las instancias de spot, FLYING WHALES pudo reducir el costo de sus clústeres de HPC en un 64 por ciento. 

Además, la empresa utiliza AWS ParallelCluster para simplificar la implementación y administración de un clúster de HPC con el fin de ejecutar simulaciones de la CFD en AWS. Ahora, al utilizar NICE DCV, FLYING WHALES puede transmitir aplicaciones de forma segura y, al mismo tiempo, reducir drásticamente los costos de transferencia de datos, de modo que los ingenieros pueden inspeccionar las soluciones sin tener que descargarlas de manera local.

FLYING WHALES también aprovechó la asistencia financiera y técnica proporcionada a través del programa AWS Activate. “Los créditos y el soporte técnico de AWS nos ayudaron a despegar más rápido de lo que podríamos haber hecho por nuestra cuenta”, afirma Martinat.

FLYING WHALES también aprovechó la experiencia de AWS para acelerar el tiempo de adopción de la solución de HPC. Al ejecutar su entorno de HPC en AWS, FLYING WHALES puede procesar los flujos de trabajo de la CFD más rápido que antes. “En AWS, podemos ejecutar tareas de flujo de trabajo de la CFD 15 veces más rápido gracias a la potencia de computación y al rendimiento de red entre nodos que obtenemos con las instancias C5n.18xlarge y EFA de Amazon EC2”, afirma Martinat. “Como resultado, podemos completar las tareas en cuestión de días en vez de meses, que es lo que solíamos tardar”.

Además, la disponibilidad de recursos bajo demanda ayuda a los ingenieros de FLYING WHALES a hacer muchas computaciones simultáneamente, en lugar de hacer cada tarea de forma secuencial. Como resultado, los ingenieros pueden dedicar más tiempo a analizar datos y crear propiedad intelectual en lugar de administrar la infraestructura. Con estas capacidades, además del apoyo directo de AWS, FLYING WHALES podrá entregar su primer dirigible en 2024, según lo previsto.

FLYING WHALES confía en AWS para escalar rápidamente su entorno de HPC a fin de dar cabida a modelos computacionales de 600 núcleos, cada uno de 6 TB de tamaño. “Tenemos una capacidad de computación prácticamente ilimitada en AWS, lo que nos proporciona un nivel de escalabilidad casi equivalente a la potencia de una supercomputadora nacional”, afirma Martinat. “Si necesitamos 6000 núcleos, podemos usar todos esos núcleos, lo que significa que podemos hacer todas las computaciones al mismo tiempo, siempre que lo necesitemos”. Además, los ingenieros de la empresa no tienen que esperar en colas de tareas para hacer simulaciones, lo que ahorra docenas de horas a la semana.

FLYING WHALES utiliza su capacidad de escalar rápidamente para completar más trabajos que antes. Gracias a la gran variedad de tipos de instancias de AWS disponibles, la empresa puede hacer simulaciones complejas que no eran posibles en un entorno en las instalaciones. Por ejemplo, algunos cálculos del efecto suelo que son fundamentales para determinar el tamaño del dirigible habrían obligado a la empresa a bloquear durante semanas todo su clúster en las instalaciones. Ahora esos cálculos se pueden llevar a cabo rápidamente, sin tener que retrasar otras actividades. “No pudimos hacer algunos estudios porque carecíamos de los recursos de computación”, afirma Martinat. “Ahora podemos hacer todo lo que queramos. No se trata solo de ser más rápidos en AWS, sino de tener la capacidad de hacer el trabajo. Además, al seleccionar hardware con gran capacidad de memoria entre la amplia gama de tipos de instancias disponibles, podemos generar de forma remota mallas más finas y pesadas que en las instalaciones para obtener una mayor precisión en la CFD”.

Gracias a la flexibilidad de AWS ParallelCluster, los ingenieros de la empresa pueden poner en marcha las tareas de HPC en 15 minutos, en lugar de tardar meses en adquirir, configurar y administrar los servidores. “Podemos adaptar nuestras instancias para que se ajusten al tamaño de las tareas de la CFD mediante AWS ParallelCluster”, afirma Martinat. Por ejemplo, si la empresa no necesita una gran capacidad de computación, los ingenieros pueden seleccionar un tipo de instancia que pueda ser menos costoso y, a continuación, escalarlo verticalmente cuando sea necesario. “Con esta solución conseguimos flexibilidad y ahorros. Esto fue clave para nosotros como empresa emergente con recursos limitados”, afirma Martinat.

Gracias a la escalabilidad y flexibilidad de AWS, FLYING WHALES ahora puede centrarse en su actividad principal: diseñar dirigibles de carga innovadores. “Para nuestra empresa, el punto fuerte de AWS es que nos ayuda a escalar y personalizar el clúster de HPC para que siempre tengamos un entorno que funcione bien y responda a nuestras cargas de trabajo de la CFD”, afirma Martinat. “Esto nos permitirá lanzar nuestro producto a tiempo y nos ayuda crecer como empresa”.