2016高性能计算机技术_高性能计算机课_曙光高性能计算机(4)

4）进程之间的通信在节点内部完成，通信延迟在1μs以内。

基于SMP架构的4/8路双核服务器，可以同时运行8-16个计算进程，正好是隐式有限元算法加速比最好的范围。而且由于进程之间的通信在节点内部进行，通信带宽和延迟比采用外置交换机的集群要高出一个量级，因此能获得更好的运算性能。

4.2 以显式分析为主的解决方案

常用的显式有限元软件有ABAQUS/Explicit、LS-DYNA、PAM-CRASH等。相比而言，显式有限元软件对系统硬件的要求略低一些，从性价比以及软件的扩展性出发，推荐采用由2路的曙光天阔A610r-F或A620r-F作为计算节点的曙光天潮4000A集群系统。

采用集群系统进行显式有限元分析具有以下优点：

1）采用集群系统，节点硬件配置可以略低一些，节省投资。

集群节点采用Opteron 2000系列处理器，系统内存的配置推荐1GB/Core，只需配置1块硬盘即可。

2）采用集群系统，可以为用户提供更多的CPU资源。

在同等价格的情况下，集群系统可以为用户提供更多的CPU资源。可以同时满足多个用户、多个计算任务的需求。同时集群的各个节点也可独立进行运算。

3）采用集群系统，各个节点可以协同工作。

集群系统的特点在于虽然各个节点的计算性能有限，但是多个节点可以通过高性能网络进行协同工作，共同完成问题的求解。目前主流的计算软件也都支持集群并行计算。

4）采用集群系统，进行扩展非常方便。

当需求增加时，通过增加节点数量，可以立即提升系统的整体运算能力，用户以前的投资不会浪费。

在集群系统中，网络的性能直接影响整个系统的实际运算能力。目前市场上主要有三种高性能计算网络：千兆以太网、Myrinet和Infiniband。应该根据用户的预算和系统规模进行选择。24节点以下，一般推荐采用千兆以太网，性价比较好，而且所有计算软件都支持；如果节点数在32节点以上，可以考虑带宽和延迟都更低的Myrinet和Infiniband，但同时必须考虑到用户是否购买了支持这两种网络的软件版本。

4.3 兼顾隐式和显式分析的解决方案

用户常常需要同时进行显式和隐式有限元分析，比如高校计算中心，因此在方案中需要兼顾两种不同应用模式。我们需要在方案中综合SMP和DMP两种系统架构，因此推荐采用2路节点和4/8路节点共同组成的集群系统。

该方案具有以下优势：

1）兼顾隐式和显式两方面的应用需求。

集群系统中的2路节点，主要用于显式分析，4/8路节点，主要用于隐式分析，这样两种节点搭配的方案可以充分满足不同应用软件的需求，达到较好的性价比。

2）所有节点都是基于x86_64架构。

集群系统中的所有节点，无论是2路的A610r-F，还是8路的A950 r-F，都是基于x86_64架构，并且可以安装完全相同的操作系统和应用软件，避免了RISC架构带来的硬件平台、操作系统和应用软件不同带来的不一致性。

3）所有节点可以协同工作。

集群系统中的所有节点具有同样的软硬件结构，因此必要的时候，同样可以通过交换机实现协同工作，对问题进行并行求解。

4.4 解决方案小结

CAE解决方案需要充分考虑应用软件的特性，考虑到隐式软件和显式软件的不同应用需求，可以制定不同的解决方案。总结如下：

解决方案小结

五、成功案例

曙光在高性能计算以及CAE领域的发展已有多年，技术涉及结构分析、碰撞、流体分析、噪音/震动分析等领域，应用于汽车、轮船、飞机、桥梁、化工行业和医疗设备的设计环节。

汽车的悬挂系统（1*A950，4500万自由度，线性静力分析，ANSYS 11.0，DPCG求解器）

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