高性能計算專家的案例
云端高性能高性能計算服務(wù)
北京市計算中心擁有百萬億次高性能計算能力，長期對外提供Abaqus等多種CAE軟件的高性能計算服務(wù)。
采用web服務(wù)模式輕松搞定上億網(wǎng)格規(guī)模的CAE仿真。
用戶申請：http://www.bcc.ac.cn/cloud/fwsq.html
專家實例講解，高密度造型線的型砂性能管理要點
深究原因，發(fā)現(xiàn)稱量煤粉的電子秤上，始終有5Kg的殘留量，使煤粉加入量長期處于低水平狀態(tài)，在與型砂管理人員交談過程中， 談及為什么在透氣性快速上升時，沒有及時采取措施，該管理人員原先的認識是透氣性越高越好，甚至有人認為一型內(nèi)上部兩件不粘砂是因為透氣性高， 下部兩件粘砂是排氣條件不好所致。
舉例2：某鑄造車間，垂直分型生產(chǎn)線生產(chǎn)中小鑄件，鑄件砂眼廢品嚴重，型砂：
緊實率 濕壓強度 透氣性 水份 含坭量27% 0.26MPa 55 3.75% 18.05%所使用的原砂為鄭州圃田，粒度為 70/140,并且所用芯子的復膜砂粒度也為70/140。緊實率過低，會降低型砂的韌性，易形成砂眼。從以上數(shù)據(jù)分析，型砂緊實率太低，說明在型砂中與其中的有效吸水物質(zhì)相比，水份應(yīng)提高，但此時濕壓強度已經(jīng)很高了，且水份處于上限，若把緊實率提高至36-37%，則強度會升高，最主要的是水份會上升很多，對控制鑄件氣孔極為不利。
①觀察沒有進行拋丸清理的鑄件，每件鑄件40～50%的表面已脫離型砂，露出灰藍色表面；②砂處理除塵控制分為五檔，當時只開在三檔；③原砂短期內(nèi)不會更換產(chǎn)地；
④膨潤土加入量為 1.4%，煤粉加入量為 0.4%。綜合以上原因，提如下建議：
1.砂處理除塵開到最高檔，保持最強的除塵能力；
2.膨潤土加入量降至～0.9%，煤粉加入量降至不足 0.2%；
3.使用50/100原砂。
20天后，反饋信息：
緊實率 濕壓強度 透氣性 水份 含坭量 有效膨潤土 有效煤粉36% 0.19MPa ～60 ～3.5% 13.2% 8.3% 6.2%其中，透氣性仍然很低，是因為 70/140的原砂未用完，沒有更換粗砂，且原砂的加入量極低，其他性能都比較理想，鑄件質(zhì)量有很大提升。
展開 專家實例講解，高密度造型線的型砂性能管理要點
深究原因，發(fā)現(xiàn)稱量煤粉的電子秤上，始終有5Kg的殘留量，使煤粉加入量長期處于低水平狀態(tài)，在與型砂管理人員交談過程中， 談及為什么在透氣性快速上升時，沒有及時采取措施，該管理人員原先的認識是透氣性越高越好，甚至有人認為一型內(nèi)上部兩件不粘砂是因為透氣性高， 下部兩件粘砂是排氣條件不好所致。
舉例2：某鑄造車間，垂直分型生產(chǎn)線生產(chǎn)中小鑄件，鑄件砂眼廢品嚴重，型砂：
緊實率 濕壓強度 透氣性 水份 含坭量27% 0.26MPa 55 3.75% 18.05%所使用的原砂為鄭州圃田，粒度為 70/140,并且所用芯子的復膜砂粒度也為70/140。緊實率過低，會降低型砂的韌性，易形成砂眼。從以上數(shù)據(jù)分析，型砂緊實率太低，說明在型砂中與其中的有效吸水物質(zhì)相比，水份應(yīng)提高，但此時濕壓強度已經(jīng)很高了，且水份處于上限，若把緊實率提高至36-37%，則強度會升高，最主要的是水份會上升很多，對控制鑄件氣孔極為不利。
①觀察沒有進行拋丸清理的鑄件，每件鑄件40～50%的表面已脫離型砂，露出灰藍色表面；②砂處理除塵控制分為五檔，當時只開在三檔；③原砂短期內(nèi)不會更換產(chǎn)地；
④膨潤土加入量為 1.4%，煤粉加入量為 0.4%。綜合以上原因，提如下建議：
1.砂處理除塵開到最高檔，保持最強的除塵能力；
2.膨潤土加入量降至～0.9%，煤粉加入量降至不足 0.2%；
3.使用50/100原砂。
20天后，反饋信息：
緊實率 濕壓強度 透氣性 水份 含坭量 有效膨潤土 有效煤粉36% 0.19MPa ～60 ～3.5% 13.2% 8.3% 6.2%其中，透氣性仍然很低，是因為 70/140的原砂未用完，沒有更換粗砂，且原砂的加入量極低，其他性能都比較理想，鑄件質(zhì)量有很大提升。
展開 云計算還有多久能夠替代高性能計算？
現(xiàn)今，超大規(guī)模的云計算供應(yīng)商占據(jù)了大部分的高性能計算(HPC)市場，提供了更高的彈性以及幾乎無限的計算可擴展性。而超算中心的技術(shù)更新往往需要兩年甚至更久。也有許多技術(shù)愛好者會問北鯤云小編，云計算能夠取代高性能計算(HPC)嗎，或者云計算還有多久能夠取代高性能計算？
回答這個問題之前，我們可以先來看下云計算與高性能計算(HPC)有什么異同呢？
首先,我們來說云計算是什么？云計算構(gòu)通常可以將一些快速網(wǎng)絡(luò)與一系列GPU和一些復雜的中間件有效地融合在一起，以便管理模擬和建模工作負載。
而高性能計算（HPC）指通常使用很多處理器（作為單個機器的一部分）或者某一集群中組織的幾臺計算機（作為單個計算資源操作）的計算系統(tǒng)和環(huán)境。有許多類型的HPC系統(tǒng)，其范圍從標準計算機的大型集群，到高度專用的硬件。
我們知道高性能計算(HPC)與云計算的側(cè)重點不同，但是二者之間也有很多相關(guān)的特點，比如，兩者都使用了分布式計算、網(wǎng)格計算、集群、高密度計算，其中也有一些特定的領(lǐng)域利用云計算技術(shù)來從事高性能類的應(yīng)用。例如，北京市計算中心打造的“北京工業(yè)云”，為中小企業(yè)提供產(chǎn)品設(shè)計模擬服務(wù)。
不過超算與云計算也存在很多不同，比如高性能計算(HPC)幾乎不用虛擬化技術(shù)，因為一個應(yīng)用就可能把多個機器的CPU都跑滿了，虛擬化技術(shù)沒有用武之地，而在企業(yè)私有云中，虛擬化卻是一個最基礎(chǔ)的IT技術(shù)。
其實云計算與高性能計算(HPC)關(guān)系密切，卻又各有優(yōu)勢，比如，超算中心是一種早期的運算模式，通過昂貴的計算資源部署，多個領(lǐng)域的用戶通過互聯(lián)網(wǎng)遠程使用計算服務(wù)并根據(jù)使用量來進行支付費用。但超算中心又與云計算有著明顯的區(qū)別。
知道了這些，我們再來看云計算不能取代超算？
展開 
【公開課】如何用高性能計算加速CAE仿真性能
4月17日19：30【技術(shù)鄰直播】
Altair官方高級技術(shù)經(jīng)理傾情分享
如何用高性能計算加速CAE仿真性能
眾所周知，CAE作為一門新興的學科已經(jīng)逐漸的走下神壇，成為了各大企業(yè)中設(shè)計新產(chǎn)品過程中不可缺少的一環(huán)。目前在航空、航天、能源動力等工業(yè)領(lǐng)域，利用 CAE 進行反復設(shè)計、分析、優(yōu)化也已成為標準的必經(jīng)步驟和手段。不同的CAE 應(yīng)用程序?qū)τ布Y源例如處理器、網(wǎng)絡(luò)和存儲的要求各不相同，如何用高性能計算加速CAE仿真性能，這就是本期老師要分享的內(nèi)容。
課程大綱
Ⅰ
不同的CAE應(yīng)用該如何配置高性能計算
Ⅱ
引入HPC及云平臺加速現(xiàn)有資產(chǎn)價值
Ⅲ
Altair PBS關(guān)鍵技術(shù)介紹
講師：王軼華
Altair企業(yè)解決方案部技術(shù)經(jīng)理
十多年時間專注在HPC技術(shù)領(lǐng)域工作，數(shù)十個高性能計算項目經(jīng)驗，負責國內(nèi)多個航空航天，汽車，能源客戶的HPC基礎(chǔ)架構(gòu)規(guī)劃及性能優(yōu)化，目前主要負責中國區(qū)Altair PBS Works產(chǎn)品線的團隊建設(shè)、產(chǎn)品售前、合作伙伴支持等工作。
戳戳戳“立即報名”
TIPS：如果想提升CAE仿真工作效率，千萬不要錯過這場免費公開課哦！
展開 2005高性能計算應(yīng)用大會---并行計算
2005高性能計算應(yīng)用大會---并行計算
2005高性能計算應(yīng)用大會---并行計算.part1.rar
2005高性能計算應(yīng)用大會---并行計算.part2.rar
2005高性能計算應(yīng)用大會---并行計算.part3.rar
2005高性能計算應(yīng)用大會---并行計算.part4.rar
2005高性能計算應(yīng)用大會---并行計算.part5.rar
2005高性能計算應(yīng)用大會---并行計算.part6.rar
展開 計算流體動力學中的高性能計算
LES的主要缺點是計算成本遠大于RANS，因為由于湍流的性質(zhì)特性，模擬必然是三維的并且是時間依賴的，并且不再可能利用統(tǒng)計對稱性或平穩(wěn)性。因此，出于工業(yè)目的，RANS仍然是一種受歡迎的選擇。
高性能計算（HPC）對CFD領(lǐng)域的影響已經(jīng)在幾個方面得到了體現(xiàn)。對涉及不穩(wěn)定性，耦合物理學和復雜幾何形狀的更復雜問題進行RANS模擬。對于簡單的工業(yè)問題已經(jīng)變得可行并且正在積極地開發(fā)以應(yīng)用于更逼真的幾何形狀。然而，這兩種方法都受到對小規(guī)模湍流和相關(guān)效應(yīng)的更好模型的需求以及非常大的模擬的計算成本的阻礙。工業(yè)用戶需要快速周轉(zhuǎn)和高吞吐量，以便將先進的CFD集成到設(shè)計周期中。因此，HPC對CFD的最大和最直接的影響是直接數(shù)值模擬（DNS）的出現(xiàn)，其中所有的功能都被明確解決，不需要建模。 DNS完全取決于非常大的計算能力的可用性，并且僅限于涉及非常簡單的幾何的小問題。然而，由于可達到的精度水平和可用的豐富細節(jié)，其影響力是巨大的。DNS已經(jīng)導致新一代離散化方案和解決方案算法的開發(fā)，重點在于高精度和高分辨率。來自DNS的數(shù)據(jù)已被廣泛用于校準現(xiàn)有的湍流模型并開發(fā)新方法，以及基于數(shù)字的可視化關(guān)于DNS已經(jīng)允許闡明幾種湍流相互作用機制。DNS在燃燒中具有特殊的價值，其中湍流作為DNS數(shù)據(jù)可用性的直接結(jié)果已經(jīng)大大加強了。
展開 2005高性能計算應(yīng)用大會---網(wǎng)絡(luò)計算
2005高性能計算應(yīng)用大會---網(wǎng)絡(luò)計算
2005高性能計算應(yīng)用大會---網(wǎng)絡(luò)計算.part1.rar
2005高性能計算應(yīng)用大會---網(wǎng)絡(luò)計算.part2.rar
2005高性能計算應(yīng)用大會---網(wǎng)絡(luò)計算.part3.rar
2005高性能計算應(yīng)用大會---網(wǎng)絡(luò)計算.part4.rar
高性能計算（HPC）服務(wù)器加速LSDYNA計算效果展示
分享幾個我司為客戶提供的高性能計算服務(wù)器案例，LSDYNA軟件提速數(shù)倍。
1. 如下圖，客戶采用自有的工作站進行射流沖擊仿真，運行至250微秒用時3天多，我司服務(wù)器運行至250微秒只需3小時，提速24倍+。
2. LSDYNA爆炸仿真，客戶自己電腦用時28小時，我司集群3小時完成，提速8倍。
3. 某高校客戶，爆炸仿真，客戶租用工作站12小時只跑了1000微秒，而我司服務(wù)器跑完6000微秒用時57分鐘，提速72倍+。
4. 某軍工客戶，爆炸仿真，客戶原有電腦需運行155小時，我司工作站僅需5.3小時，提速29倍。
如有需要采購服務(wù)器、建設(shè)高性能計算集群的單位歡迎聯(lián)系。后續(xù)將發(fā)布StarCCM、Fluent、Abaqus等各行業(yè)客戶使用我司服務(wù)器后的性能提升案例。
展開 北鯤云：淺談云計算與高性能計算的區(qū)別與聯(lián)系
高性能計算、云計算這類科技領(lǐng)域的詞匯也也逐漸進入人們的日常生活。那么，什么是云計算呢？云計算為什么這么火？云計算與高性能計算又有著什么樣的淵源?今天我們就詳細說一下云計算與高性能計算的區(qū)別與聯(lián)系。
在說云計算就不得不提到傳統(tǒng)的高性能計算，高性能計算是也就是許多人都聽說過的HPC（High Performance Computing)。傳統(tǒng)高性能計算的范疇是十分寬泛的，包括并行計算、分布式計算、計算機集群以及網(wǎng)格計算。
并行計算，是指一種能夠讓多條指令同時進行的計算模式。可分為時間上的并行和空間上的并行。 時間上的并行就是指流水線技術(shù)，而空間上的并行則是指用多個處理器并發(fā)的執(zhí)行計算。并行計算的目的就是提供單處理器無法提供的性能（處理器能力或存儲器），使用多處理器求解單個問題。 可以說，并行計算是云計算的初始階段或者說是萌芽期，它為云計算的發(fā)展提供了理論支持。
分布式計算，是研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計算機進行處理，最后把這些計算結(jié)果綜合起來得到最終的結(jié)果。在分布式計算的算法中，我們更加關(guān)注的是計算機間的通信而不是算法的步驟，因為分布式計算的通信代價比起單節(jié)點對整體性能的影響權(quán)重要大得多。所以說，分布式計算是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的產(chǎn)物，是由并行計算演化出的新模式：網(wǎng)絡(luò)并行計算。如果說并行計算為云計算奠定了理論基礎(chǔ)，那么分布式計算則是云計算實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持。
計算機集群，是指將一組松散集成的計算機軟件和/或硬件連接起來高度緊密地協(xié)作完成計算工作。簡單來說，我們可以把這一組松散的集成的計算機看作是一臺計算機。集群系統(tǒng)中的單個計算機被稱為節(jié)點，通常是通過局域網(wǎng)連接，但也有其它的可能連接方式。集群計算機通常用來改進單個計算機的計算速度和/或可靠性。
展開 北鯤云超算平臺如何將云計算與高性能計算結(jié)合
近幾年，隨著“上云“概念的普及，而且云計算技術(shù)逐漸趨于成熟，許多有自建機房或者集群的高性能計算行業(yè)企業(yè)都開始上云。但是因為對于云技術(shù)的不了解，這些企業(yè)非常需要一個完善的企業(yè)上云方案。北鯤云計算有限公司就是的能夠為高性能計算行業(yè)企業(yè)提供一站式上云解決方案的公司。
那么北鯤云如何將云計算與高性能計算結(jié)合起來呢?在北鯤云年初獲得Pre-A輪融資時，談及為何選擇云超算作為創(chuàng)業(yè)方向時，創(chuàng)始人馮建新表示，在多年的工作中發(fā)現(xiàn)當前的云計算市場上企業(yè)在云資源管理方面有很多可以提高和優(yōu)化的工作。從需求側(cè)來看，企業(yè)內(nèi)部通常通過預定系統(tǒng)來申請和釋放云服務(wù)器資源，但資源申請無法實時匹配，經(jīng)常會出現(xiàn)資源過剩，亦或不足導致大量計算任務(wù)排隊，工作效率較低。 從供給端來看，公有云廠商有大量的云服務(wù)器處于空閑當中，據(jù)統(tǒng)計云服務(wù)器平均空閑比高達50%左右。北鯤云基于此打造了北鯤云一站式云超算平臺，當用戶提交任務(wù)時，無需提前購買資源，從北鯤云超算平臺里自動匹配到最合適的公有云資源去執(zhí)行高性能計算任務(wù)，當任務(wù)執(zhí)行完畢的時候自動釋放資源，大幅提高了公有云廠商云服務(wù)器的利用率。并且北鯤云針對國內(nèi)市場的特點，最早提出了競價服務(wù)器管理方案，通過此機制，企業(yè)可以提供比同行更低報價的算力解決方案。
企業(yè)可以通過北鯤云超算平臺提供的私有模式、混合模式以及云上模式將企業(yè)異構(gòu)的資源整合，并隨之將業(yè)務(wù)遷移上云。北鯤云超算平臺在這個階段重塑了硬件資源層，解決了硬件資源彈性伸縮問題，并且能夠?qū)⑸蠈討?yīng)用開發(fā)和運維產(chǎn)生根本變革，將云上的彈性、敏捷性等云的特性釋放。從而大幅提高企業(yè)的工作效率。
北鯤云超算平臺通過那幾種模式將云計算與高性能計算結(jié)合呢？有以下三種方式：
北鯤云SaaS模式：為所有有高性能計算需求的客戶提供算力SaaS服務(wù)。
展開 
北鯤云超算平臺如何將云計算與高性能計算結(jié)合
近幾年，隨著“上云“概念的普及，而且云計算技術(shù)逐漸趨于成熟，許多有自建機房或者集群的高性能計算行業(yè)企業(yè)都開始上云。但是因為對于云技術(shù)的不了解，這些企業(yè)非常需要一個完善的企業(yè)上云方案。北鯤云計算有限公司就是的能夠為高性能計算行業(yè)企業(yè)提供一站式上云解決方案的公司。
那么北鯤云如何將云計算與高性能計算結(jié)合起來呢?在北鯤云年初獲得Pre-A輪融資時，談及為何選擇云超算作為創(chuàng)業(yè)方向時，創(chuàng)始人馮建新表示，在多年的工作中發(fā)現(xiàn)當前的云計算市場上企業(yè)在云資源管理方面有很多可以提高和優(yōu)化的工作。從需求側(cè)來看，企業(yè)內(nèi)部通常通過預定系統(tǒng)來申請和釋放云服務(wù)器資源，但資源申請無法實時匹配，經(jīng)常會出現(xiàn)資源過剩，亦或不足導致大量計算任務(wù)排隊，工作效率較低。 從供給端來看，公有云廠商有大量的云服務(wù)器處于空閑當中，據(jù)統(tǒng)計云服務(wù)器平均空閑比高達50%左右。北鯤云基于此打造了北鯤云一站式云超算平臺，當用戶提交任務(wù)時，無需提前購買資源，從北鯤云超算平臺里自動匹配到最合適的公有云資源去執(zhí)行高性能計算任務(wù)，當任務(wù)執(zhí)行完畢的時候自動釋放資源，大幅提高了公有云廠商云服務(wù)器的利用率。并且北鯤云針對國內(nèi)市場的特點，最早提出了競價服務(wù)器管理方案，通過此機制，企業(yè)可以提供比同行更低報價的算力解決方案。
企業(yè)可以通過北鯤云超算平臺提供的私有模式、混合模式以及云上模式將企業(yè)異構(gòu)的資源整合，并隨之將業(yè)務(wù)遷移上云。北鯤云超算平臺在這個階段重塑了硬件資源層，解決了硬件資源彈性伸縮問題，并且能夠?qū)⑸蠈討?yīng)用開發(fā)和運維產(chǎn)生根本變革，將云上的彈性、敏捷性等云的特性釋放。從而大幅提高企業(yè)的工作效率。
北鯤云超算平臺通過那幾種模式將云計算與高性能計算結(jié)合呢？有以下三種方式：
北鯤云SaaS模式：為所有有高性能計算需求的客戶提供算力SaaS服務(wù)。
展開 高性能計算是高技術(shù)領(lǐng)域世界各國競相爭奪的戰(zhàn)略制高點
高性能計算是21世紀高技術(shù)領(lǐng)域世界各國競相爭奪的戰(zhàn)略制高點。它包括并行計算和網(wǎng)格計算。并行計算是高性能計算的初級階段，是提高計算機系統(tǒng)計算速度和處理能力的一種有效手段，它的基本思想是用多個處理器來協(xié)同求解同一問題，將被求解的問題分解成若干個部分，各部分均由一個獨立的處理機來并行計算。網(wǎng)格計算則可利用處于不同位置經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的多臺并行機，它是高性能計算的高級階段。美國政府十幾年前開始預研計算網(wǎng)格。1992年提出概念設(shè)計，現(xiàn)在已成為研究熱點。我國計劃從2003年開始，將在全國范圍內(nèi)建立兩大網(wǎng)格系統(tǒng)。有人認為，美國70年代關(guān)于Internet的研究導致了今天網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟的繁榮，而現(xiàn)在對網(wǎng)格的研究可與70年代對Internet的研究相提并論，10年后網(wǎng)格將如同今天的Internet一樣普及到國民經(jīng)濟和社會的各個領(lǐng)域。
***科技發(fā)展有限公司
展開 武漢理工&廣州大學：高通量計算快速篩選出高性能吸附材料！
為了節(jié)省計算資源，采用圖1所示計算流程對17846種PPN材料進行GCMC模擬的篩選。首先通過計算PPN材料的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，將比表面積太小、限制性孔道直徑低于2.5 ?和高于10 ?的PPN材料剔除；接著使用Eqeq方法計算PPN材料結(jié)構(gòu)的原子部分電荷分布，并進行低精度的GCMC模擬，篩選得到390個對濕天然氣中CO2和H2S組合吸附選擇性大于2.0的PPNs材料；再對這些PPN結(jié)構(gòu)進行高精度的GCMC模擬，最終確定了23種性能最優(yōu)的天然氣脫硫脫碳PPN吸附劑。
圖1. 計算篩選部分流程示意圖
主成分分析（PCA）表明，最大孔腔直徑（LCD）和限制性孔道直徑（PLD）的特征向量近乎重合，兩者是表示孔徑的重要參數(shù)，具有很強的正相關(guān)性。而孔隙率（f）和密度（ρ）的特征向量方向則相反，表明兩者呈現(xiàn)負相關(guān)性。
展開 NASA眼中CFD的未來（1）高性能計算
該研究制定的技術(shù)發(fā)展路線圖如下圖所示：
該路線圖確定了六個主要技術(shù)領(lǐng)域，分別是：
高性能計算(HPC)
物理建模
算法
幾何和網(wǎng)格生成
知識提取
多學科分析與優(yōu)化(MDAO)
每個領(lǐng)域的子主題將在2015年至2030年期間成熟。目標是到2030年將CFD應(yīng)用于日益復雜的航空航天應(yīng)用。這些技術(shù)的發(fā)展是成功解決一系列重大挑戰(zhàn)問題的基礎(chǔ)。
美國航天航空學會（AlAA）認識到路線圖對改進CFD技術(shù)的持續(xù)效用，圍繞這一愿景成立了一個集成委員會。該委員會的章程之一是保持對路線圖的認可，并強調(diào)正在進行的航空航天CFD研究需求。
本文將介紹高性能計算（HPC）部分。
01
當前進展
在技術(shù)路線圖15年的跨度中，高性能計算的第一個里程碑出現(xiàn)在2019年，NASA 演示了CFD中極端并行算法的實現(xiàn)。當時，橡樹嶺國家實驗室(ORNL)的Summit系統(tǒng)是世界上最強的高性能計算系統(tǒng)。
Summit超算（目前世界排名第5）
Summit的絕對性能相當于大約120萬個Intel Xeon Gold 6148（40核心）。
展開 