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CAE携手HPC,浪潮让工业创新变简单

CAE的目标是“用最低的成本模拟真实世界”,即“用最短的时间、最少的人力、最低的资金,进行复杂单场模拟和多场耦合分析”。CAE在制造企业中承担着关键的业务,所以其高性能平台的选择非常重要,HPC平台直接影响CAE的运行性能表现、整体成本和系统维护等方面问题。
发布时间:2015-09-30 10:19        来源:赛迪网        作者:卢敏

近几年我国高性能计算机(HPC)的发展取得了非常好的成绩,从天河1A问鼎世界冠军,到天河2号连续三次位列TPO500的第一名,可以看到硬件的快速发展,对应用打下了很好的基础。

具体到工业领域,HPC更是极具价值。在9月24日在北京举行的2015高性能计算用户大会(HPCUF)上,上海海计信息技术有限公司的刘波在会上总结了HPC在工业领域发展的趋势。

首先是云端CAE,这样用户以后不需要买硬件和软件,只需要随需使用;其次,成熟的技术和应用将会推广到非传统的CAE行业里面,即从传统的汽车和航天业推广到食品和化工行业;最后是多领域的融合会促进一些新的应用,例如互联网+汽车等等。

浪潮高性能计算系统架构师赵帅表示,CAE的目标是“用最低的成本模拟真实世界”,即“用最短的时间、最少的人力、最低的资金,进行复杂单场模拟和多场耦合分析”。CAE在制造企业中承担着关键的业务,所以其高性能平台的选择非常重要,HPC平台直接影响CAE的运行性能表现、整体成本和系统维护等方面问题。

CAE创新,四大难点问题突出  

并且,赵帅在现场解读了浪潮关于CAE和CFD整体行业的解决方案,以及他们在面对国内制造业面临巨大创新和挑战时,如何使用HPC来实现创新、应对挑战。

首先在创新层面,赵帅表示,创新是企业生存和发展的原动力,不仅仅是要提高创新速度来满足不断增长的市场需求,同时还要利用创新提高价值,从而缩短研发产品的时间,最终加快产品的上市速度。

那么,创新如何实现呢,具体到制造企业的工作流程,从一个产品的设计图到CAE模型的建立,直至后续的仿真、分析、测试、产品改良到产品定型,再到产品定型之后的测试和量产,其中包含了很多的步骤,这些都可以通过HPC集群仿真进行模拟,并且使得虚拟产品更多接近实际,这样可以大幅度地减少时间和测试成本,并且在产品实际生产前,通过HPC模拟仿真提前实现创新。

当然,CAE有一系列的优势,但是也不可避免地存在一些难点,赵帅总结出了四个方向,第一个是数据的难题,分为两个层面,第一个是前后处理大部分使用是工作站,用户所有的模型数据或者基础数据都存放在本地,存在在PC或者Sever的工作站上,那么本地最多靠一个(Reed)保证安全性,这个安全性比较差。第二个难点,数据在整个模型仿真过程中要通过一次计算过程中需要两次传输,前一次完成之后把模型倒在里面做仿真、计算,然后又把数据导回到工作站做后处理,做显示和评估。可以说这种数据来来回回的传输和导入是一个很大的挑战,特别是涉密企业特别麻烦,因为在工作站上插U盘需要通过一个审批,把数据导出来之后插在工作站上又要过一次审批,这大大延缓了整个创新的速度。

第二个是资源的难题,具体指的是工作站的问题,实体工作站配置过高或者过低,都会导致一些实际问题的出现,例如说无法完成大规模的仿真,或者造成资源浪费。

第三是应用难题,每个CAE的应用有几十款软件,每款软件应用都不一样,他大多数使用Linux程序,对用户而言是一个比较大的入门的门槛,用户如何跨过这个门槛做应用也是个难题,并且程序运行的时间成本也很高,一般都是数周的时间。

最后是管理问题,由于集群人员复杂流动,集群规模不断的变化和集群类型的复杂程度都给管理带来很大的负担。

三方案完美提速CAE创新

浪潮主要是三个方案,第一能够实现整个高性能计算和工作站的硬件的统一的部署,我们可以用最新的NV(Grid)显卡技术,为用户在后端集群提供强大的图形计算能力,并且把他的存储跟整个计算集群的存储合二为一,解决数据的统一存储和管理的问题。第三,我们可以采用统一的Web门户,无论我们用户使用Windows系统还是Linux系统,他只要通过浏览器登录我们的集群,就可以做好整个数据的上传下达以及整个的提交工作,这就是我们整个计算的核心。

赵帅最后提到了浪潮对CAE行业的愿景,当建立了一套集群之后,用户可以在任何地方,通过任何终端,提供任务,之后使用应用合成分析软件,分析应用特点,通过作为调度软件把相应的应用分配到最能跑出应用价值的节点上,例如把一个应用分配到双路计算区、八路计算区或者异构计算区,用户可以通过天眼软件自动分析、自动分配、自动调度、自动计算、自动把结果推送到终端,这是浪潮对未来整个CAE行业的一个愿景,这需要浪潮和用户一起努力把这个愿景在更短的时间内实现。

据了解,浪潮在一些大的行业领域已经与众多的知名用户建立了合作关系。不管对高性能计算系统的研究,还是对高性能计算应用的优化,中国在HPC硬件上已经找齐了甚至说走在世界的前列,但在人才这块跟国外的差距是非常大的,这也是浪潮近年来一直做的一件事情,希望面向未来全力推动HPC人才的培养。

此外,浪潮制定了一个卓越人才的计划,包括出版了HPC新的技术专著,建设高性能计算社区,与大学联合开设高性能计算课程,与联合应用单位一起建立人才基金,针对业界前瞻的GPU、MIC等技术开设卓越工程师的认证培训,举办ASC世界大学生超算竞赛等等,从多个角度促进HPC人才的培养。

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