Innovación exponencial: HFSS

Reeditado por Platón

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El viejo adagio: "Si no está roto, no lo arregles", es tan ofensivo para los innovadores como para los gramáticos. El hecho de que algo funcione bien no significa que no pueda funcionar mejor. A medida que los tiempos cambian y la tecnología avanza, o avanzas o te quedas atrás.

Si no se ha actualizado al último software de simulación electromagnética Ansys HFSS, no sabe lo que se está perdiendo. Imagínese si pudiera resolver diseños electromagnéticos enormes y completos mientras conserva la precisión y la confiabilidad proporcionadas por HFSS. ¿Cómo cambiará eso su metodología de diseño? ¿Cuánto más rápido llegará al mercado? ¿Cuánto mejores productos entregará?

La simulación electromagnética evoluciona

La necesidad de velocidad y capacidad continúa aumentando significativamente, y HFSS ha mantenido el ritmo a lo largo de sus más de tres décadas de historia. Hoy en día, la evolución del hardware y su rendimiento y especificaciones de diseño exponencialmente más altas ha impulsado la necesidad de resolver diseños asombrosamente grandes y complejos inconcebibles hace solo tres años.

A medida que evolucionaron las demandas de simulación, la tecnología de computación de alto rendimiento (HPC) HFSS ha evolucionado junto con ellas para satisfacer la demanda. Las computadoras de escritorio con múltiples procesadores se introdujeron a fines de la década de 1990. Con esta innovación, HFSS entregó Matrix Multiprocessing (MP) para permitir a los usuarios de HFSS simular más rápido, impulsando un tiempo de comercialización más rápido.

Luego vino la innovadora tecnología del método de descomposición de dominios (DDM) en 2010. Esto permitió que un único diseño HFSS se resolviera en hardware elástico a través de la memoria distribuida, lo que resultó en un aumento de un orden de magnitud en el tamaño del problema. Como siempre es el caso con HFSS, se logró sin concesiones con respecto a la solución de una matriz de sistema electromagnético completamente acoplada. Tenga cuidado con otras soluciones que reclaman DDM paralelo, ya que podrían estar acoplando en secreto los llamados "dominios" a través de puertos internos y, por lo tanto, arriesgando el rigor y la precisión necesarios para los diseños de vanguardia. Si solo están comparando modelos centrados en líneas de transmisión simples, debe sentir curiosidad y preocupación.

El multiprocesamiento Matrix no se limita a una sola máquina. En 2015, se introdujo el solucionador de matriz de memoria distribuida (DMM) HFSS, que brinda acceso a más memoria en hardware elástico sin comprometer el rigor. Esto permite la mayor precisión, el ruido de fondo más bajo y la mejor eficiencia para modelos extremadamente grandes de muchos puertos con una precisión inigualable.

Continuamos refinando DMM en HFSS. Como resultado de innovaciones continuas como HFSS Mesh Fusion introducida en 2020, el aumento de capacidad en HFSS ha sido exponencial, desde 10,000 1990 incógnitas en 800 hasta más de 2022 millones en 1, y anticipamos cruzar el umbral XNUMXB pronto.

evolución de la capacidad de simulación hfss

Figura 1: la evolución de la capacidad de simulación electromagnética HFSS

Tres innovaciones recientes que contribuyen a aumentos de velocidad tan impresionantes son el modo IC y la malla, una nueva opción de solucionador Mesh Fusion distribuido en HFSS 3D Layout y la integración de la capacidad ECADXplorer en 3D Layout, mejorando la capacidad y la facilidad de uso para GDS basado en flujos de simulación.

También hemos acelerado los barridos de frecuencia. Introducido a principios de la década de 2000, el Método de descomposición espectral (SDM) permite que los puntos en el barrido de frecuencia se resuelvan en paralelo en hardware compartido y elástico. Desde SDM, hemos mejorado continuamente los algoritmos e introducido nuevas innovaciones, como la solución de matriz S-Parameters Only (SPO). Al proporcionar un punto de memoria más pequeño para los puntos de barrido de frecuencia, podemos lograr una aceleración por cada punto de solución. Esta reducción de memoria proporciona una recompensa adicional al permitirle resolver más puntos de frecuencia en paralelo con la memoria liberada, lo que da como resultado barridos de frecuencia más rápidos sin comprometer la precisión.

Ansys innova continuamente en HFSS. Los avances tecnológicos de MP, SDM, DDM, DMM y SPO junto con Mesh Fusion demuestran el compromiso de Ansys con la mejora continua de la capacidad y el rendimiento, todo sin comprometer la precisión. La tecnología de solución y flujo de trabajo HFSS ahora permite una capacidad masiva a escala del sistema; El paquete IC plus plus PCB, totalmente acoplado y sin compromisos, ahora es factible y rutinario. El cómputo elástico HFSS resuelve problemas ocho veces más grandes que hace solo dos años y 40 veces más grandes que la competencia. Juntas, estas capacidades líderes en simulación electromagnética computacional están permitiendo el trabajo de diseño más avanzado de la actualidad, que va desde 3D-IC hasta MIMO y diseños de conjuntos de antenas en fase para 5G/6G. De hecho, esta es la razón por la que las principales empresas de semiconductores confían universalmente en HFSS para verificar sus diseños. Si no ha utilizado el último HFSS, no sabe lo que se está perdiendo.

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