OPTIMUS[OPTIMUS]

基本信息

• 英文名：OPTIMUS

過程集成與最佳化設計平台

OPTIMUS

OPTIMUS——優秀的過程集成與最佳化設計平台

過程集成和最佳化設計軟體，集成CAD/CAE仿真工具，實現仿真流程自動化，包括試驗設計、單目標/多目標最佳化、魯棒性/可靠性設計等模組，是多學科仿真設計輔助工具。
當今，許多公司在進行產品設計時，都採用軟體工具來代替傳統的實驗，並且公認數值模擬比實驗不僅要快的多，而且能節省很大的費用。在數值模擬過程中，工程師首先要基於設計經驗或判斷確定主要的設計參數（像幾何形狀、材料屬性等），然後根據這些參數對問題進行建模及數值求解，從而得到產品的各種屬性，比如應力，耐用度或振動程度等。如果在模擬過程中發現問題（比如說某一部分裂開），就通過輸入參數的改變來修改模型和設計過程，模擬過程重新開始。過程重複的次數越多，可以確定的問題越多，直至得到滿意的設計結果。
這是一個不斷重複和誤差分析的過程。對每一次模擬所得的數據進行管理和分析都會花費工程師很長的時間；各種工程要求還可能會相互矛盾（比如說車輛設計中其重量與防撞性的關係）。工程師如何權衡各種要求時工作難度非常大。同時，模擬通常無法考慮產品特徵、負載或製造過程中的某些不可避免的不定性和變化性。正是由於這些局限性，工程師通過數值模擬通常也能夠得到一些比較滿意的設計方案，但遠遠不是最佳方案。
針對上述種種問題，一種稱作PIDO（Process Integration and Design Optimization），即過程集成和設計最佳化的軟體能夠很好地提供解決方案。這種軟體所提供的解決方案能夠幫助工程師自動地進行過程分析，快速比較各種設計選項，最終得到使得產品質量最佳的設計方案。其中最先進、最複雜的工具都由我們的OPTIMUS軟體提供，OPTIMUS軟體是Noesis系列中的一種。

OPTIMUS主要功能模組

1. 工作流集成
OPTIMUS能集成任何仿真軟體並驅動多學科工作流，包括市場上現有的商用程式和用戶自開發程式，比如NASTRAN、LS-DYNA、hypermesh、FLUENT、MATLAB等，涉及到了應力分析，碰撞分析，流體流動，聲光電熱磁等領域，同樣可以集成用戶用FORTRAN，C語言等編寫的程式。
2. 試驗設計和回響面
工程師通常對一個研究對象要通過多次試驗了解其特性，尤其是設計變數和產品性能之間的關係。在仿真試驗中，工程師通過多個樣本點的試驗，達到了解研究對象的目的。試驗設計的目的是對樣本點的選取進行科學的設計，用較少的試驗樣本得到更多的信息。OPTIMUS通過數值計算技術和統計方法，選擇並分析一系列虛擬的試驗樣本，幫助工程師了解設計參數和產品性能之間的相關性和敏感度。在設計空間探索的樣本點上可以建立回響面模型，幫助工程師通過利用現有的實驗樣本信息最大限度地改進產品設計。
3. 最佳化設計
OPTIMUS包含多種最佳化方法，針對不同的問題如單目標最佳化和多目標最佳化問題。當評估新的產品設計方案時，工程師經常需要在多個相互衝突的設計指標之間進行取捨，往往很難滿足所有指標，也就無法確定是否已經找到了最佳設計。Optimus提供的參數最佳化算法能自動調整仿真模型中的設計參數，提供滿足各個設計指標的多種最佳化設計方案，供設計人員根據具體需求進行選擇。OPTIMUS可以通過基於導數的快速尋優算法和先進的遺傳算法的結合，在複雜的設計問題中尋找最優設計。多目標最佳化算法能找到帕雷托前沿（Pareto fronts），再多個相互衝突的設計目標中找到最優設計。
4. 可靠性和魯棒性
由於製造公差和材料特性等不確定性因素，設計參數可能在設計名義值附近有所波動。很多時候，這些波動造成了意料之外的產品功能損失和質量問題。OPTIMUS能通過對設計空間的探索，找到產品性能對設計參數波動敏感最低的設計方案，既達到可靠性要求。魯棒性設計則是找到一種設計，當設計參數發生小的波動時，產品性能變化不會太大，性能的波動在允許的質量變化範圍以內，保證產品的穩健性。OPTIMUS包含多個魯棒性可靠性設計方法，可以針對不同的問題類型進行最佳化設計。
5. 並行
OPTIMUS的並行功能使得工程師能夠充分利用計算機資源，採用多CPU並行計算，包括多CPU的工作站、計算機集群和並行資源管理系統，且工作流層和算法層均可並行計算，大大減少計算耗時。NOESIS 公司

Noesis Solutions位於比利時，在最佳化和仿真流程管理領域有10年以上的經驗，是汽車、航天航天、造船、電子產品、能源設備、醫療器械和其他製造行業工程創新的合作夥伴。公司致力於仿真過程集成和設計最佳化，Noesis Solutions公司團隊專注於幫助用戶解決最具挑戰性的多學科工程問題。其母公司CYBERNET提供的解決方案覆蓋了電子、機械、光學、控制系統、通訊，IT信息技術、納米技術、新藥開發、知識創新等各個學科，為客戶提供從產品的概念設計、物理設計、仿真最佳化、設計驗證和產品性能檢測全流程相關工具和服務。

顯示切換技術

Optimus是NVIDIA針對筆記本電腦開發的顯示切換技術。它可以實現筆記型電腦中獨立顯示卡與主機板內建顯示卡之間無縫、自動、實時的切換（使用者無需重啟或手動調整），從而實現能源的節約。

背景

為了提高筆記型電腦的電池續航力，NVIDIA和ATI的顯示卡都可以在不使用的情況下被關掉。而電腦則可以改用整合式晶片組所提供的顯示卡作顯示輸出。不過，這個顯示核心的轉換過程，是需要手動的進行。系統是不可以自動轉換核心。另外，驅動程式的設計亦會因而變得複雜，因為獨立顯示卡的驅動程式要包含整合式顯示卡的驅動程式[1]。電腦中亦要集成更多配件和線路去提供此技術，令到成本上升。由於顯示核心的切換實際上是BIOS的層面上進行。所以手動切換後，使用者需要重新啟動電腦。浪費時間和多餘的電力去重新啟動。就算到了2007年，NVIDIA推出的一個改良版本不需要重新啟動電腦，但系統依然不能夠自動切換顯示核心。當用家正在使用利用到Direct API的程式的時候，顯示核心更是不能夠轉換。如果強行切換，系統有機會崩潰。此外，在顯示核心切換期間，顯示記憶體的資料需要搬移，這就造成數秒的黑屏狀態。
而NVIDIA Optimus技術就是利用硬體和軟體的配合，去令系統可以自動轉換顯示核心。系統會判斷使用者所使用的應用程式，從而決定利用那一個顯示核心作計算之用。

技術

利用Optimus技術後，電腦的顯示輸出永遠都只會通過整合式晶片組的顯示核心。獨立顯示卡的顯示輸出將會被廢掉，有關的輸出亦會傳送到前者。由於顯示輸出的裝置是固定的，所以黑屏現象將會被解決。額外的切換線路亦變得不需要，因為在不需要獨立顯示核心的時候，系統會索性斷絕其電源供應。當系統的顯示負載輕的時候，就會完全利用內置的顯示核心。當負載增加後，系統就會開啟獨立顯示核心作計算之用。協定分工方面由驅動程式負責，NVIDIA聲稱可以兼容所有的API。
Optimus Copy Engine
獨立顯示核心的計算結果，需要從顯示記憶體搬到系統記憶體，以給整合式顯示核心作輸出之用。整個搬運過程由Optimus Copy Engine負責，顯示核心中的記憶體控制器不需要參與這個過程，只需專注圖像計算。Optimus Copy Engine會集成在GPU中。
Optimus Routing Layer
如果軟體要求進行CUDA計算或者利用到dxva的時候，驅動程式可以馬上喚醒獨立顯示卡。當程式(例如電腦遊戲)包含大量的DirectX指令的時候，獨立顯示核心同樣會被喚醒。
Optimus Software
高負載的應用程式會紀錄在Optimus Profiles中。透過Optimus Software可以保持Optimus Profiles的更新。

支持平台

顯示核心：GeForce 200M、GeForce 300M
處理器平台：Intel Core 2 Duo、Core i7/Core i5和Intel Atom N450
作業系統：Windows 7

變形金剛

擎天柱的英文名，全稱是Optimus Prime。因日版名為convoy，也稱為柯博文。