2755
2018-10-26在汽車行業(yè)，過(guò)去有一句俗話，一輛車從設(shè)計(jì)到下線，"至少要11輛真實(shí)碰撞試驗(yàn)"，今天，在現(xiàn)代化的汽車制造業(yè)，通過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展的設(shè)計(jì)和仿真軟件，幾乎所有的環(huán)節(jié)，都可以做到設(shè)計(jì)與仿真一體化的高性能計(jì)算實(shí)現(xiàn)，這一進(jìn)步的背后需要依賴更強(qiáng)的并行計(jì)算集群和靈活的數(shù)據(jù)流動(dòng)，以及實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法的工業(yè)仿真軟件。
2018杭州云棲大會(huì)主論壇上，阿里云高性能計(jì)算發(fā)布環(huán)節(jié)對(duì)比演示了風(fēng)洞汽車模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)字仿真風(fēng)洞。
展示環(huán)節(jié)首先通過(guò)風(fēng)洞裝置模型，現(xiàn)場(chǎng)以煙流法的方式展示了在不同風(fēng)速條件下煙流經(jīng)過(guò)模型車的不同軌跡，解釋了傳統(tǒng)汽車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的大致流程，并且大幅提升了測(cè)試效率。
這次演示背后的兩大核心是SCC超級(jí)計(jì)算集群和E-HPC：使用阿里云SCC超級(jí)計(jì)算集群，結(jié)合E-HPC創(chuàng)建集群及集諦性能分析等操作流程，以可視化的形式展示ANSYS流體動(dòng)力學(xué)軟件基于SCC和E-HPC彈性高性能計(jì)算服務(wù)進(jìn)行求解運(yùn)算后的結(jié)果。
云上超級(jí)計(jì)算集群SCC
現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行ANSYS Fluent F1賽車模型流體動(dòng)力仿真計(jì)算的HPC集群計(jì)算節(jié)點(diǎn)由超級(jí)計(jì)算集群scch5實(shí)例組成。
SCC基于阿里云新一代彈性裸金屬（神龍）服務(wù)器，既具備了云計(jì)算的彈性資源優(yōu)勢(shì)，又擁有了物理機(jī)的性能，在此之上加入高速RDMA互聯(lián)支持，大幅提升網(wǎng)絡(luò)性能，顯著提高大規(guī)模集群加速比，這也是SCC獨(dú)有的特點(diǎn)。
如果用公式表達(dá)的話：SCC = 彈性裸金屬服務(wù)器+ RDMA網(wǎng)絡(luò)；用阿里云高性能計(jì)算負(fù)責(zé)人、資深技術(shù)專家何萬(wàn)青的話說(shuō)，"SCC擁有虛擬機(jī)的心臟，物理機(jī)的肌肉，高速的神經(jīng)。"
彈性裸金屬服務(wù)器（ECS Bare Metal Instance）計(jì)算性能與傳統(tǒng)物理機(jī)無(wú)差別，具有安全物理隔離的特點(diǎn)。
RDMA（Remote Direct MemoryAccess）是一種直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)技術(shù)，它將數(shù)據(jù)直接從一臺(tái)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)搅硪慌_(tái)計(jì)算機(jī)，無(wú)需雙方操作系統(tǒng)的介入。這允許高通量、低延遲的網(wǎng)絡(luò)通信，尤其適合在大規(guī)模并行計(jì)算機(jī)集群中使用，SCC使用的是RDMA 的方案之一——RoCE網(wǎng)絡(luò)。
同時(shí)SCC還與成熟的ECS管控完整對(duì)接，確保了用戶體驗(yàn)一致性，且與阿里云VPC網(wǎng)絡(luò)、NAS共享文件存儲(chǔ)、CPFS高性能共享存儲(chǔ)等產(chǎn)品完全整合，充分發(fā)揮云上生態(tài)優(yōu)勢(shì)，帶來(lái)極致的計(jì)算體驗(yàn)。
彈性高性能計(jì)算E-HPC
如果說(shuō)SCC提供的是高性能計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，那么E-HPC則為用戶提供了一站式全業(yè)務(wù)流程的公共云HPC服務(wù)。
E-HPC通過(guò)集成PBS pro/Slurm等HPC調(diào)度器提供了并行調(diào)度功能，基于阿里云管控能力實(shí)現(xiàn)了根據(jù)負(fù)載進(jìn)行集群規(guī)模自動(dòng)伸縮，基于VPC網(wǎng)絡(luò)及RoCE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供了并行通訊支持，由超算容器Shifter提供了容器部署功能，專門針對(duì)云上并行作業(yè)開(kāi)發(fā)的集諦提供了性能監(jiān)控分析和"性能大數(shù)據(jù)"積聚優(yōu)化引擎。
在演示中，E-HPC提供了并行調(diào)度，自動(dòng)擴(kuò)容和并行通訊支持，使得大規(guī)模仿真成為可能。
相比傳統(tǒng)超算中心以及自建IDC集群，E-HPC的優(yōu)勢(shì)也很明顯：
· 相比傳統(tǒng)超算中心，E-HPC可按需購(gòu)買，無(wú)需排期，即買即用；實(shí)例種類多，可根據(jù)應(yīng)用需求購(gòu)置最適合的計(jì)算資源配比；充分復(fù)用阿里云產(chǎn)品，大大提高了數(shù)據(jù)安全性和高可用性。
· 相比自建IDC集群，E-HPC 可節(jié)約巨量 CAPEX 投入，包括但不限于硬件系統(tǒng)費(fèi)用，軟件許可證費(fèi)用 （如ANSYS支持云上elastic license），服務(wù)器機(jī)房建設(shè)，電力和制冷費(fèi)用，平日運(yùn)作的維護(hù)支持費(fèi)用等，而且無(wú)需顧慮硬件升級(jí)換代，公共云確保了極強(qiáng)的可擴(kuò)展性。
目前，阿里云HPC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)以及科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域：上汽集團(tuán)乘用車采用SCC集群進(jìn)行混合仿真，整體提升25%效率；安世亞太基于SCC集群為客戶提供HPC解決方案，總體成本下降20%以上；大連化物所國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室使用E-HPC集群做分子動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算，相對(duì)上一代GPU集群效率提升200% 。
