算力时代宝德如何细分场景促进超算产业化发展？

　　如今，算力已经成为数字时代发展的源动力。随着超级计算机的发展，尤其是使用成本的不断下降，从过去只存在于高精尖领域（如传统的信息安全、核武研究、气象气候变化、石油勘探以及航空航天等），开始向新的领域迈进，尤其是最近几年，还有制药、基因测序、动漫渲染、数字电影、数据挖掘、金融分析以及互联网服务等等，可以说已经深入到国民经济的各行各业。
　　作为多样性算力的主要提供者，服务器的需求随之井喷，宝德计算机系统股份有限公司（以下简称＂宝德＂）为大规模分析计算需求而设计的超并行计算机集群系统，促进超算产业化发展。
　　软硬组合，搭起宝德赋能框架
　　目前，在航空、航天、能源动力等工业领域，利用 CAE 在 HPC 集群上进行反复设计、分析、优化已成为标准的必经步骤和手段，不同的 CAE 应用程序对硬件资源例如处理器、网络和存储的要求各不相同，并需要投入大量的资源进行选择、部署和维护。
　　对于在 CAE 领域部署难、选型难、维护难等问题，宝德推出了面向 CAE 的 HPC 解决方案，在简化 HPC 集群部署的同时，提供高度的灵活性、可扩展性和高性能，为 CAE 领域的发展加油助力。
　　宝德 CAE 高性能计算解决方案为集群架构，采用基于第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器打造的宝德全新一代服务器PR2715W为计算节点，以及PR4010W为GPU加速平台。所有硬件和软件都部署在系统中，以打造实现高效并行、协同仿真、数据安全共享一体化。
　　宝德高性能集群服务器均采用X86-64平台，属同构系统，可共享软件资源和数据存储空间，资源调度简单，节点配比可灵活调整，适应各种应用需求，能够有效降低用户的 总体拥有成本。
　　硬件方面，宝德 CAE 高性能计算解决方案的计算节点通过标准开放的高速网络实现互联，运行开源 Linux 系统，提供单一系统接口到外面。它是为大规模科学并行计算而设计的。兼具事务处理和网络信息服务。软件方面，宝德集群系统配置丰富的软件系统，包括操作系统、编译器、调试器、函数库、并行通信库、全局共享 并行文件系统等基础软件。
　　1. 计算节点
　　宝德PR2715W是基于第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器打造出的一款2U服务器产品，它采用Intel C620系列高性能芯片组，最大支持2颗第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器。同时PCIe升级为4.0，大大提高了CPU与PCIe设备的通信能力。PR2715W整体性能比上一代产品提升多至 40%，更高的处理器TDP，更强的硬件安全能力，而且具备更出色的能源效率。
　　2. GPU加速节点
　　GPU节点采用宝德PR4910W，该产品是宝德公司最新推出的一款基于第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器的4U双路机架式加速计算服务器。该机型拥有32个DDR4 DIMM插槽并最多支8TB内存容量；拥有10个全高全长双宽的GPU插槽，并另提供2个PCIe 4.0 x16插槽，1个OCP网卡插槽。为应用软件的加速提供了助力，实现CAE效率的快速提升。
　　3. 分布式存储系统
　　为了应对多数CAE软件并行扩展性好、算例数据量大的特点，宝德高性能集群配置了PL-XDFS分布式并行存储系统。宝德推出的PL-XDFS支持海量数据，在线扩容，存储容量和聚合带宽同步提升，满足了高通量计算对存储系统的需求。
　　4. 高速网络交换
　　集群配备了高带宽低延迟的Infiniband高速网络，满足了应用软件中各类MPI程序数据交换需求，提高了多节点之间的并行效率，加快模拟计算过程。
　　5. 软件系统
　　宝德Powercloud集群管理和作业调度系统，实现设计、仿真平台的统一门户，一体化管理，监控管理和作业调度。
　　6. 编译器方面
　　支持Fortran77/Fortran95/C/C++等，并支持OpenMP 以及MPI 程序编译。此外， 我们还提供并行程序调试及调优工具，以帮助用户更好的完成程序开发。宝德高性能集群系统配置丰富的数学函数库和并行环境供用户选用，包括Goto、Lapack、FFTW、MPICH 等。
　　优势叠加显示竞争力
　　宝德 CAE 高性能计算解决方案为企业带来如下优势：
　　1.高计算性能
　　计算资源丰富，满足 CAE 应用各种需求，提供合适的环境。还采用了英特尔®密码操作硬件加速技术来减少加密计算对于性能的影响，保证资源的高效利用
　　2. 高通信能力
　　高带宽低延迟的 InfiniBand 作为通信网络来提升节点间的通信能力，大大降低了通信延迟。并且通 过 IB 交换机实现所有计算节点的全互联。
　　3. 高可靠性
　　整套集群采用多种可靠性设计方案大幅度提升系统的可靠性，确保系统无单点故障。
　　4. 高扩展性
　　能根据用户需求灵活对现有计算资源和存储空间进行扩展
　　5. 高安全性
　　首次引入了 SGX 英特尔®软件防护扩展技术，提供可信的执行环境。以及英特尔®平台固件弹性技术为BIOS闪存、BMC闪存、英特尔®管理引擎和电源固件提供保护，防止外部攻击。还有英特尔®全内存加密，可确保从CPU访问的所有内存都是加密的，保障用户凭据等敏感信息不会被窃取。
　　定制化方案 满足细分场景
　　随着高性能计算机（HPC）技术的成熟和市场的崛起， HPC的触角延伸到更多的行业应用领域。
　　以上海石油化工研究院为例，该研究院主要从事石油化工烯烃和芳烃的化工利用，包括基本有机原料催化剂和工艺技术、精细石油化工催化剂 和工艺技术、功能高分子材料合成与加工等技术领域的研究，研发工作涵盖了自前瞻性探索研究、应用基础研究、成套工艺 技术及配套催化剂研究开发、工程化放大等过程。
　　计算材料学主要包括两个方面的内容：一方面是计算模拟，即从实验数据出发，通过建立数学模型及数值计算，模拟实际过 程；另一方面是材料的计算机设计，即直接通过理论模型和计算，预测或设计材料结构与性能。材料计算与模拟在材料性能 设计、节约材料与节能、加快产业化进程中发挥着重要的作用。
　　材料分析领域的应用往往呈现计算量大、向量化程度高、进程间通信频繁的特点。基于此特点，使用于材料分析领域的CAE解决方案首先要提供较高的算力支持，以应对大量的运算需求；然后进程间通信频繁，需要从软件和硬件层面降低其通信时延。通过模型化与计算实现对材料制备、加工、结构、性能和使役行为等参量或过程的定量描述，理解材料结构与性能、功能之间的关系，引导材料发现和发明，缩短材料研制周期，降低材料过程成本。
　　结束语：
　　从存储、网络、服务器等高性能硬件到软件，从HPC产品组件到一体化解决方案，宝德为用户提供了从小到大、从单一系统到整体集群的全方位选择，正在帮助越来越多的用户实现计算与处理加速。