Benchmark Space Systems は Rescale と AWS によりシミュレーション時間を 85% 以上削減

Benchmark Space Systems は、大型ロケットで打ち上げられた衛星をより有利な軌道に経済的に移動させる独自の推進技術を開発しています。軌道上サービス、組立、製造 (OSAM) として知られる同社の製品市場は急速に成長しており、既に数十億に上ると推定されています。衛星インフラの複雑なエコシステムを維持するには、広範囲にわたる研究開発と計算集約型のシミュレーションが必要です。

エンジニアリングチームは、ハイパフォーマンスコンピューティング (HPC) リソースを使用して、本番稼働前に計算流体力学 (CFD) シミュレーションを実行します。コンピューティング能力の制限によるボトルネックがローンチ日の遅れにつながる可能性があることを避けるため、同社は HPC の実行をオンプレミスから AWS に移行しました。Rescale の HPC オートメーションプラットフォームを使用して AWS のサービスを管理することで、Benchmark のエンジニアはシミュレーション時間を 8 時間から 1 時間に短縮し、製品やビジネスを成長させるための新しい方法を見つけることができるようになりました。Benchmark Space Systems の事業開発および戦略担当エグゼクティブ副社長である Chris Carella 氏は、「昨年の収益成長率は 400% を超え、2021 年に 5 つのマイルストーンミッションが開始される予定で、過去 2 年間で資金調達と成長の期待を上回る成果を上げました」と述べています。

2017 年にローンチされた Benchmark Space Systems は、宇宙空間におけるモビリティソリューションの頼りになる存在と見られていて、スペース 2.0 セグメントの衛星および宇宙船オペレーターにサービスを提供しています。簡単な軌道調整から機敏な操縦まで、小型衛星ミッションのニーズに最も費用対効果の高い推進ソリューションを提供できるよう努めています。同社の宇宙用モビリティ製品は、ハードウェア、ソフトウェア、サービスを組み合わせて、ロケットからのラストマイル軌道挿入など、一般的な運用上のニーズに対応しています。Benchmark は設立以来、急速に発展する競争の激しい市場で新しいソリューションを軌道に乗せることができたおかげで、毎年 100 パーセントの成長を遂げてきました。

Benchmark のエンジニアは、数値流体力学 (CFD) を用いて熱設計や構造設計の多くをモデル化しています。CFD ワークロードを妥当な時間内に実行するには、年間数十万から数百万コア時間かかります。場合によっては、エンジニアがコンピューティング能力を使って結果を出すまでの時間を短縮するためにモデルを単純化しすぎて、エラーや不正確さを引き起こすことがあります。

Benchmark の設計はミッションクリティカルであるため、エンジニアはテストの完全性を維持する必要がありましたが、非常に厳しいスケジュールで納品する必要もありました。「コンピューティング能力がボトルネックになりやすく、クラス最高のリードタイムを実現できないことが予想されていました。特に、複数の顧客プログラムの初回設定を並行して構築するように求められた場合はなおさらです」と Carella 氏は説明します。同社は、CFD を実行するためのハイパフォーマンスコンピューティング (HPC) リソースへのオンデマンドアクセスを模索していました。さらに、スタートアップ規模のチームの基盤となる HPC リソースを管理および最適化する自動化ソリューションを求めていました。

従来、エンジニアはシミュレーションの実行、データの保存、モデルの構築、アイデアの共有、結果の公開など、さまざまなアクティビティにさまざまなシステムを使用していました。各システムには独自のログインが必要であるだけでなく、エンジニアはデータや情報を手動で転送する必要もあります。Rescale の HPC オートメーションプラットフォームを使用して、Benchmark のエンジニアは 1 つのクラウドベースのコントロールプレーンを使用しています。これにより、データ共有、ワークフローコラボレーション、管理制御と可視性が向上します。Benchmark は、AWS のサービスを利用して Rescale HPC オートメーションプラットフォームをデプロイすることで、モデルシミュレーションを効率的に反復し、分析の孤立をなくすと同時に、オンプレミスの HPC システムと比較してシミュレーションの実行時間を短縮できます。Rescale は、CFD シミュレーションをサポートし、エンジニア向けに HPC リソースを自動的に設定、管理、最適化するインテリジェントコンピューティングプラットフォームを提供しています。

モデルシミュレーションの実行には平均で 8 時間かかることがあり、各ミッションの最適化には 1 システムあたり 20 回の反復が必要になる場合があります。「つまり、複雑で高度なシステム設定を最適化するには、開発を丸々 20 日間反復する必要があるのです」と Carella 氏は説明します。「そして、1 つのシステムで最大 16 個のスラスターを稼働させることができます」。 オンプレミスシステムではなく AWS の HPC リソースを使用することで、チームは 8 時間のシミュレーションを 1 時間に短縮しました。同様に、Rescale のソリューションは技術管理を抽象化し、エンジニアを解放します。

Rescale HPC オートメーションプラットフォームは、Benchmark のチームが AWS 環境から最高のパフォーマンス、コスト、設定を引き出すことができるターンキーソリューションを提供します。ハイブリッドおよびクラウド HPC 向けに構築され、特に研究開発段階にある企業向けに設計された Benchmark は、Rescale を使って AWS のサービスをさらに最適に利用できるようにしています。「Rescale は、シミュレーションとモデリングのプロセスだけでなく、ビジネス管理、オートメーション、予算管理、セキュリティコンプライアンスプロセスを最大化するエンドツーエンドのクラウド HPC ソリューションを提供しています」と、Rescale のアカウントエグゼクティブである Dylan Collie 氏は述べています。

Rescale のソリューションと AWS のサービスにより、Rescale がバックグラウンドでサーバーインスタンスと補助 HPC リソースを選択した場合でも、Benchmark のようなお客様はシミュレーションの実行方法をより柔軟に制御できます。「AWS を通じて、現在提供されている最新かつ最高のインフラストラクチャとコアタイプを利用できます」と Collie 氏は言います。

今後 10 年間で、推定 50,000 個の衛星が宇宙に打ち上げられると予測されています。ミッションを無事完了するには、そのすべてで特定のモビリティソリューションを必要とします。Rescale プラットフォームを AWS のサービスと連携させることで、Benchmark はモデルシミュレーションを迅速かつ効率的に実行し、複雑なシステム設定を最適化できます。これにより、宇宙分野のお客様は衛星のために小さな一歩を踏み出し、ビジネスにおいて大きな飛躍を遂げることができます。