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直升机所建设高性能计算中心

2019-07-18 12:56 中国航空报 CAN译讯 专栏

中国航空报讯:为满足当前业务增长对计算能力提升的迫切需求和实现数字化发展,航空工业直升机所信息化等相关部门统筹策划,全力打造和升级高性能计算中心。

从2018年项目启动到2019年高性能计算中心上线运行,项目团队从需求分析、问题风险评估、技术验证,到结合实际需求,实现仿真任务集成、天津和景德镇两地快速传输,再到性能测试、调参优化,实现了高性能计算中心从设计与评测到落地与运行,有效促进了研究所科研效率的快速提升,满足了当前直升机领域数字化设计中的大型复杂计算任务需求,为直升机所研究更加面向未来的先进技术和产品搭建了更加高效的平台。

需求分析 打造高性能计算中心

计算能力不够、功能不够丰富,这是此前设计员在工作中遇到的技术支撑问题,也是直升机所计算机信息服务急需解决的问题。随着直升机型号科研的增多,直升机工程仿真设计、实验数据分析、预研课题研究的计算需求日益增长,原有的计算能力已无法满足需求。”直升机所信息化建设主管介绍说。同时,原有的计算机功能、模块比较单一,仅仅能提供计算,并没有包含网格设计、前后处理、数据归档、异地数据快传等个性化功能,对平台的软硬件资产管理、高效决策分析能力不足。

新一代的高性能计算,要做成什么样呢?高性能团队开展了多轮次的需求分析、技术方案讨论,最终确定了新的高性能计算中心的需求,如计算能力要跨越提升;要能承担多学科、多部门、多用户、多任务的并行化计算业务;要能实现高质量的网格、高精度的模型,支持大模型的计算,实现硬件+软件协同高性能超算平台。同时,支持节点、用户、软件等集群多维度监控、网格可视化设计、可视化的前后处理、批量与交互式的仿真计算、仿真数据管理、仿真数据的归档与备份、许可证的统一管理等。

平台搭建 硬件软件联合同步升级

2018年底,直升机所景德镇所区的超级计算中心机房里热火朝天,高性能计算平台建设项目团队正集中进行高性能计算设备组装、集成连接、安装调试和技术攻关。“按照架构图搭建,一根线也不能错”“I/O速度达不到预期,晚上开会研究调优策略”“每一步操作都形成记录,不给将来留隐患”,在年轻的项目组的不懈努力下,高性能计算集群硬件顺利完成了设备安装,计算节点、网络、存储配置等工作部署也有序开展,计算网络、并行文件系统技术等底层问题也逐步归零。2019年初,高性能计算中心的基础性能已调至最优。

如果说硬件是高性能计算中心的身体,那软件就相当于是高性能计算中心的大脑,是高性能计算系统成为设计员设计利器必经的打造过程。其实,软件实施的工作在硬件环境调试期间已同步开展,项目组与各科室设计员展开了充分的沟通,经过多轮的方案讨论及反复的修改,功能模块定制、工程软件、集成原理、实施步骤等诸多细节已基本敲定,FLUENT、STARCCM+、NASTRAN等设计员耳熟能详的计算软件及所内自研的工程软件也随之纷纷配置完毕,一套可实现高性能计算、集群监控、仿真管理、项目管理等一体化方案顺利落成。

性能提升 助力科研生产提质增效

“计算能力和计算速度提升了不少,很多以前不能使用的功能现在也可以用了。”直升机所总体气动部设计员芦志明谈到。直升机所实行天津和景德镇“一所两地”办公模式,两地信息资源的高速共享一直是直升机所基础服务建设的重点。经过几年的努力,两地专网带宽不断拓展,已经构建了一条连通两地的信息高速公路,而这次的高性能计算平台则在这条坦途上全面加速了数据文件传输,高速传输解决了设计员的“等待时间长”和“想干而不能干”的现实问题。同时,支持断点续传、定时传输等新功能,为模型传输的安全性及效率打下坚定基础。

新的高性能计算中心包含网格设计与工程仿真高性能集群系统,具有功能全面、计算性能优越、功耗控制领先、监控管理系统方便易用、系统开放易于扩展、服务体系完善等特点,能有效提升后续直升机所承担多学科、多部门、多用户、多任务的并行化计算业务,以及大大缩短各项任务的处理时间的能力。同时,高性能计算可以更快地获得更复杂问题的解决方案、更精确的数值计算结果以改进直升机性能,缩短新产品开发周期、降低先进技术的应用和新产品开发的总体成本。

责任编辑:助理编辑 把炜