NUMECA 为复杂的 CFD 工作负载提供一站式 HPCaaS 解决方案

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作者

采用英特尔® 至强® 可扩展处理器 9200 的面向高性能计算和人工智能融合集群的英特尔® 精选解决方案有效优化运行于 Advania Data Centers 托管型云端 HPC 实例上的新一代 NUMECA 软件。

我们从零开始打造出高性能计算即服务 (HPCaaS) 解决方案。我们运用的一直是市场上极为出色的技术,其中就包括采用英特尔® 至强® 处理器来构建先进的 HPC 基础设施。这对于 HPCaaS 而言十分理想。因为如此一来,像 NUMECA 这样的企业就能专心服务客户,而不必担心数据中心方面的问题。”
— Guy D’Hauwers,Advania Data Centers 欧洲区区域总监

执行概要

NUMECA 和 Advania Data Centers (ADC) 双方联手,将为 NUMECA 的客户提供端到端托管型高性能计算 (HPC) 解决方案,满足他们严苛的仿真和建模工作负载要求。NUMECA 的计算流体力学 (CFD) 创新解决方案将会帮助企业和研究人员设计出更快、更安全、更节能的新一代船舶、飞机和汽车。身为独立软件供应商 (ISV) 的 NUMECA 之所以选择 ADC 的托管型解决方案,是因为他们提供的多项优势能够让 NUMECA 有效优化其 CFD 应用,满足应用对于可扩展性、端到端安全性和配置灵活性的要求。ADC 的后端 HPC 基础设施采用了慧与科技 (HPE) 的 Apollo 服务器硬件来实现 CFD 工作负载加速。该服务器由面向高性能计算和人工智能融合集群的英特尔® 精选解决方案 [Magpie] 提供支持,而为精选解决方案提供出色性能的则是集成英特尔® 深度学习加速技术(英特尔® DL Boost)的第二代英特尔® 至强® 铂金 9200 处理器。


挑战

像 NUMECA 国际公司这样的 ISV 需要独立且完全可配置的 HPCaaS 集群支持其全新 CFD 软件。这种应用非常复杂。NUMECA 必须找到一款具备弹性和出色性能的云端 HPC 解决方案,以此为基础,开发和测试他们的新解决方案。而 NUMECA 新一代 CFD 应用一旦在 ADC 的 HPCaaS 解决方案上完成部署,就会为 NUMECA 的最终客户提供全面的一站式解决方案,满足其工作负载的要求。

NUMECA 的 FINE/Turbo 是一个 CFD 套件,可在外部和内部涡轮机应用中提供一个有旋流动分析与无旋流动分析一体化环境。

NUMECA 为船舶工程和航海工程等诸多领域提供 CFD 软件。


解决方案

ADC 选择了英特尔® 处理器和 HPE Apollo 服务器硬件,借助其出色的性能为 HPCaaS 实例加速。所选的 CPU 具有 DDR4 原生内存带宽、12 条内存通道,双路系统中内核数量高达 112 个。ADC 采用的其他英特尔® 技术还包括基于英特尔® 傲腾™ 技术的固态盘和内存,以及英特尔® 软件和性能分析工具。由于 ADC 的 HPCaaS 解决方案一直可以配置到裸机层面,因此 NUMECA 能够从各个方面对其专用集群进行配置。由此,NUMECA 可以针对其专有的 CFD 应用优化该集群,确保最终客户获得的是一个已经过测试的云端工作负载解决方案。据 ADC 和 NUMECA 介绍,与在其他 ADC 实例上运行相比,CFD 软件包在英特尔® 至强® 铂金 9200 处理器上运行的速度有显著提升。处理器的出色速度与多条内存通道相结合,减少了常常与内存密集型应用在不同硬件平台上运行相关的障碍问题。

聚焦 Advania Data Centers

Advania Data Centers (ADC) 位于冰岛和瑞典,公司专注于为多个行业量身打造 HPCaaS 产品,涉及领域包括生命科学、金融、电信、安保及其他商业应用。ADC 的客户借助 HPCaaS 解决方案满足自身在仿真、区块链技术、计算机辅助工程、流体力学等数据密集型工作负载方面的需求。ADC 解决方案除了能够提供良好性能、安全性和弹性,其数据中心设施完全基于可再生能源运行。由于避免使用含碳能源,ADC 的托管设施能效表现 非常出色,可为客户运行人工智能和高性能计算节省成本。ADC 是 Advania 旗下品牌,在瑞典、冰岛、挪威、 芬兰和丹麦共设有 25 个办公室,拥有约 1,200 名员工。 www.advaniadc.com

聚焦 NUMECA 国际公司

NUMECA 因能够提供计算流体力学 (CFD) 和多物理场设计、分析和优化解决方案,支持全球重要行业的发展而享誉全球。NUMECA 坚持以应用为导向设计开发功能和接口,其提供的各类出色解决方案包括高质量自动化的全六面体网格构建、快速准确的 CFD 求解器、多物理场和声学仿真、强大稳定的设计以及基于不确定性量化的优化等。在全球充满创造力的团队和分公司的支持下,NUMECA 不断为客户提供出色的软件、研发、支持和服务。www.NUMECA.com

 

结果

ADC 是市场上较早向 NUMECA 等客户提供 AI 就绪型 HPC 实例的云服务提供商。这些实例基于面向高性能计算和人工智能融合集群的英特尔® 精选解决方案 [Magpie]。第二代英特尔® 至强® 铂金 9200 处理器为精选解决方案提供了性能基石。这一为 HPE Apollo 服务器硬件提供支持的处理器有着 DDR4 原生内存带宽、 12 条内存通道,双路系统中内核数量高达 112 个。 
这些经过实践检验的底层技术为高速可靠的 HPC 基础设施带来了大量优势,包括: 
•    灵活的云平台,用于测试和优化 NUMECA 解决方案 
•    为未来 NUMECA 的 CFD 解决方案提供托管,创造共赢的商业机会 
•    为 NUMECA 的内存密集型 CFD 应用提供非常出色的性能和可扩展性
•    面向 CFD 的一站式 HPCaaS 平台,为最终客户提供完整解决方案的同时,也为 NUMECA 和 ADC 带来了新的收入来源
•    集成安全与加密
•    高能效硬件可支持由冰岛的完全可再生能源驱动的绿色数据中心
•    即使发生组件故障(概率很低),也能提供 7 天 24 小时的全天候支持


HPCaaS 支持科研与行业领域实现突破

ADC 支持的用户范围广泛。虽然其客户用例千差万别,但典型的 工作负载无外乎机器学习、深度学习、仿真、建模等。结合 NUMECA 的软件系统之后,那些打造新一代船舶、飞机和汽车的 企业会获得一款先进的 CFD 解决方案,帮助他们打造能效、 安全性和速度都更高的设计。


ADC 的 HPCaaS 解决方案构成

•    HPE Apollo 服务器
•    面向高性能计算和人工智能融合集群的英特尔® 精选解决方案 [Magpie] 
•    英特尔® 至强® 铂金 9242 处理器(71.5 MB 缓存,2.30 GHz) 
•    英特尔® Omni-Path Host Fabric 接口适配器 100 系列 1 端口 PCIe x16 
•    英特尔® 以太网网络适配器 XXV710-DA2 
•    英特尔® 服务器系统 S9248WK2HAC 计算模块
•    英特尔® 固态盘 D3-S4510 系列 (240 GB, M.2 80mm SATA 6 Gb/s, 3D2, TLC) 
•    英特尔® 傲腾™ 固态盘 DC P4800X 系列(750 GB,M.2 110mm PCIe x4,傲腾存储介质) 


经验总结

NUMECA 在 ADC HPCaaS 平台上部署 CFD 软件的要点总结: 
•    ADC 希望通过提供可定制的 HPCaaS 集群实现差异化。他们为用户提供的是集成端到端数据加密的全独立系统。
•    虚拟化的 HPC 解决方案为 NUMECA 提供了可扩展、高性能的基础,NUMECA 可在此基础上构建其 CFD 应用并托管最终客户的 CFD 工作负载。
•    由于数据中心位于天气寒冷并有地热和水电资源可资利用的冰岛,ADC 和 NUMECA 共同打造的 CFD 解决方案便能完全基于可再生能源运行。

英特尔® 至强® 铂金 9200 处理器专为在各类严苛的工作负载中提供出色性能而设计。

第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器是目前少有的集成 AI 加速的数据中心级 CPU。与其他英特尔® 至强® 处理器相比,第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器还具有 DDR4 原生内存带宽和更多的内存通道。 英特尔® 至强® 铂金 9200 处理器性能不凡,双路系统中内核数量高达 112 个,有 24 条内存通道,可实现近 400 GB/秒 的内存带宽1

面向高性能计算和人工智能融合集群的英特尔® 精选解决方案 [Magpie] 

面向高性能计算 (HPC) 的英特尔® 精选解决方案提供经验证、可快速部署且已针对数据分析集群和 HPC 应用优化的基础设施,帮助用户加速实现突破、获得可行洞察、完成新产品设计。面向高性能计算和人工智能融合集群的英特尔® 精选解决方案能够在 HPC 环境中高效运行 AI 工作负载。该架构使合作伙伴能够基于现有 HPC 投资进行构建,支持 HPC 批处理调度器在通用 HPC 基础设施上运行仿真和建模、大数据分析及 AI 工作负载。


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