由于對(duì)大規(guī)模計(jì)算能力的需求，通常集中在科學(xué)研究、氣象預(yù)報(bào)、軍事研究等方面，與普通用戶的關(guān)聯(lián)性看似不明顯，所以會(huì)有人對(duì)于研究HPC有何意義提出質(zhì)疑；另外，近些年云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的興起，也使一些普通用戶對(duì)HPC的作用領(lǐng)域表示不了解，似乎搞科研才用HPC，企業(yè)、商業(yè)應(yīng)用用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)就能解決所有問題，這樣“上帝的歸上帝，愷撒的歸愷撒”一劃分，就把HPC對(duì)企業(yè)的作用給抹去了。

近日在2015年高性能計(jì)算用戶大會(huì)上，大數(shù)網(wǎng)記者聽到不少專業(yè)和業(yè)內(nèi)人士對(duì)HPC應(yīng)用的分享和探討，深感HPC應(yīng)用范圍之廣，以及中國(guó)制造要向工業(yè)4.0邁進(jìn)，HPC的作用不可或缺。為什么？

一、強(qiáng)力的HPC在促進(jìn)制造業(yè)的創(chuàng)新

對(duì)工業(yè)4.0最簡(jiǎn)單的解讀就是“以信息物理系統(tǒng)為基礎(chǔ)的智能化生產(chǎn)”，很多人會(huì)從IOT（物聯(lián)網(wǎng)）的概念出發(fā)來看待這個(gè)“智能化”的概念，認(rèn)為就是把物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，然后實(shí)現(xiàn)計(jì)算、通信、精準(zhǔn)控制和自我管理，來實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)；這當(dāng)然沒錯(cuò)，但HPC在整個(gè)工業(yè)、制造業(yè)中起到的作用也同樣不可忽視。

以制造業(yè)為例。在制造業(yè)中，一個(gè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)圖到CAE模型的建立，然后進(jìn)行仿真、分析、測(cè)試、產(chǎn)品改良再到產(chǎn)品定型，以及產(chǎn)品定型之后的再測(cè)試和量產(chǎn)，包含了非常多的步驟，每一個(gè)步驟都不可或缺。但是從時(shí)間和成本的角度考量，在這些步驟中，虛擬的、仿真階段所花的時(shí)間和成本最低，而一旦進(jìn)入真正的實(shí)體產(chǎn)品階段，耗費(fèi)的時(shí)間和成本會(huì)很大幅度的向上提升。如果能在整個(gè)產(chǎn)品定型之前，盡量讓虛擬產(chǎn)品更貼近現(xiàn)實(shí)中的情況，就可以縮短企業(yè)研發(fā)產(chǎn)品加快產(chǎn)品上市的時(shí)間，加快企業(yè)的創(chuàng)新速度。

而要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)可靠的建模、分析，CAE又對(duì)仿真工具的計(jì)算能力提出了挑戰(zhàn)，比如在CAE的前處理、有限元分析和后處理過程中，對(duì)數(shù)據(jù)的分析和圖形展示能力有著很高的要求，這種情況下，HPC可以幫助企業(yè)完成精準(zhǔn)、可靠的仿真模擬分析過程，促進(jìn)企業(yè)甚至整個(gè)工業(yè)制造業(yè)的創(chuàng)新。

勞斯萊斯（RR）不僅是豪車的代名詞，也是世界上最優(yōu)秀的發(fā)動(dòng)機(jī)制造者之一。其Trent XWB發(fā)動(dòng)機(jī)是空客A350XWB的唯一動(dòng)力系統(tǒng)，據(jù)稱也是RR史上銷售最快的發(fā)動(dòng)機(jī)。與前任發(fā)動(dòng)機(jī)相比，Trent XWB可以節(jié)省20%的油耗，每年在每架飛機(jī)上能為航空公司就A350節(jié)省200萬英鎊，而據(jù)勞斯萊斯自己稱，能夠?qū)崿F(xiàn)這種能效的提升，全靠基于HPC運(yùn)行的仿真工具所賜。

Trent XWB——仿真的作用

按照勞斯萊斯的說法，要想在整個(gè)設(shè)計(jì)周期內(nèi)，以一個(gè)穩(wěn)健、可靠的平臺(tái)，按照有限的時(shí)間范圍和精準(zhǔn)度要求，完成建模和分析，似乎只有HPC所提供的計(jì)算資源值得依賴了。所以勞斯萊斯現(xiàn)在基本上絕大多數(shù)仿真都在本地的HPC中完成。

此外，美國(guó)最大的科學(xué)與工程研究實(shí)驗(yàn)室之一——阿貢實(shí)驗(yàn)室，借助超級(jí)計(jì)算機(jī)在碳納米管電極鋰離子電池研究中取得突破性進(jìn)展，通過對(duì)電極、結(jié)構(gòu)的研究，讓電池能量增加了近2倍,為新能源汽車的開發(fā)提供了重要的參考。

在其他領(lǐng)域，HPC也在發(fā)揮著重要的作用。比如依靠人工振動(dòng)波來還原地下構(gòu)造和信息的石油勘探，就一直是HPC使用的最大的用戶之一，隨著勘探節(jié)奏越來越快，要求處理的周期越來越短，以及為了實(shí)現(xiàn)更高的精度所需的復(fù)雜算法和數(shù)據(jù)處理需要，現(xiàn)在物探行業(yè)對(duì)HPC的能力需求也越來越大。想一想，如果選用準(zhǔn)確度不高的算法，選定地址一口井打下去一個(gè)億的資金沒了，企業(yè)愿不愿意在算法和高性能計(jì)算上投錢呢？

可以說，HPC與現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)密不可分。但是不是只有這些高、精、尖的工業(yè)、制造業(yè)才用得到HPC呢？

二、不斷演進(jìn)的HPC為更多客戶提供服務(wù)

以上海超級(jí)計(jì)算中心為例，根據(jù)業(yè)務(wù)需要，上海超級(jí)計(jì)算中心正在建設(shè)專業(yè)領(lǐng)域的綜合設(shè)計(jì)分析平臺(tái)，將零散的軟件集成起來，根據(jù)行業(yè)的特點(diǎn)，提供功能更加強(qiáng)大，更加專業(yè)化的平臺(tái)，將HPC技術(shù)和應(yīng)用推廣到汽車和航天這些傳統(tǒng)行業(yè)之外的非傳統(tǒng)行業(yè)中，比如食品和化工行業(yè)中。

從大會(huì)上反饋的情況來看，HPC的商業(yè)用戶這兩年也確實(shí)逐漸增多，除了設(shè)計(jì)、制造之外，HPC也開始在商業(yè)上利用大數(shù)據(jù)做顧客信息的分析，以及進(jìn)行深度學(xué)習(xí)在互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用等，現(xiàn)在HPC正處于商業(yè)應(yīng)用中快速成長(zhǎng)的階段。

浪潮集團(tuán)高性能計(jì)算總經(jīng)理劉軍認(rèn)為，計(jì)算架構(gòu)的發(fā)展經(jīng)歷了“服務(wù)器即計(jì)算機(jī)、機(jī)柜即計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)中心即計(jì)算機(jī)”這三個(gè)階段，在第三個(gè)階段，企業(yè)計(jì)算架構(gòu)已向融合進(jìn)化，越來越多的企業(yè)采購(gòu)不再單獨(dú)購(gòu)買服務(wù)器、存儲(chǔ)等硬件，而是直接購(gòu)買機(jī)柜，其中的配置都是個(gè)性化的。

今年4月浪潮推出了“計(jì)算+”的戰(zhàn)略,核心理念是將服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)融合為一體，并通過軟件定義方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算架構(gòu)的統(tǒng)一管理，在本次HPC用戶大會(huì)上，劉軍又對(duì)浪潮如何以高性能計(jì)算服務(wù)更多用戶進(jìn)行了說明。

首先是面對(duì)不同應(yīng)用不同的計(jì)算需求，提供一個(gè)適應(yīng)性的計(jì)算環(huán)境，其次是上面所說的融合基礎(chǔ)架構(gòu)，以整機(jī)柜的方式實(shí)現(xiàn)所有資源的統(tǒng)一管理，最后是實(shí)現(xiàn)軟件定義的HPC，支持軟件定義的數(shù)據(jù)服務(wù)，軟件定義的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和軟件定義的資源服務(wù)，保證底層資源對(duì)上層業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐的靈活性，滿足更多行業(yè)客戶的計(jì)算資源使用需要。

劉軍表示，浪潮已經(jīng)在給HPC用戶構(gòu)建交鑰匙的工程，從整個(gè)機(jī)房設(shè)計(jì)到散熱到機(jī)柜部署到計(jì)算資源的調(diào)度和分配，整個(gè)文件存儲(chǔ)的共享和提升；在目前這樣一個(gè)大計(jì)算（Big Computing）的趨勢(shì)和挑戰(zhàn)下，浪潮希望可以做到從HPC到深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)等等，支持中國(guó)制造業(yè)向“智能制造”的方向邁進(jìn)。

三、已得到應(yīng)用的HPC在起著重要的作用

從IDC分享的報(bào)告數(shù)據(jù)來看，HPC在歐洲經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮了非常重要的作用：

2013年，制造業(yè)貢獻(xiàn)了歐盟25.2%的GDP，而采用了HPC的工業(yè)企業(yè)中，97%都表示HPC不可或缺；

在貢獻(xiàn)了3000萬個(gè)工作機(jī)會(huì)，和16%歐盟GDP的制造業(yè)中，HPC不僅改變了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程，還通過智能制造創(chuàng)造了大量的工作崗位；

石油和天然氣已經(jīng)將HPC作為主要的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一；

HPC還促使了醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)（貢獻(xiàn)10%的歐盟GDP）的數(shù)字變革。

可以看出，美國(guó)、歐洲等工業(yè)的高水平發(fā)展已經(jīng)跟高性能計(jì)算在工業(yè)上的應(yīng)用程度息息相關(guān)；而中國(guó)作為工業(yè)制造大國(guó)，工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)和設(shè)計(jì)能力至關(guān)重要，作為必需工具的高性能計(jì)算機(jī)及其相關(guān)的軟件和工程化的體系也必將得到重視。

所以，記者希望，隨著更多的廠商進(jìn)入以及更多服務(wù)和解決方案的提供，中國(guó)的HPC能進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，將更多的計(jì)算能力帶給更多的企業(yè)和用戶。

生成海報(bào)

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