制造行业的创新与发展，正与 HPC 变得密不可分。
根据IDC发布的一项调查显示，欧洲的汽车制造厂商在使用了HPC方案后，研发一款新车型的时间从平均 60 个月缩短到 24 个月。
以株洲电力机车有限公司(以下简称株机)为例，无论是列车的空气动力学、气动噪声、颗粒流计算，还是整车火灾仿真，都离不开 HPC 的强力支撑。借助新华三高性能计算系统，中株机不仅大幅缩短了开发周期，提高了工作效率，而且还减少甚至避免了产品设计错误，为支撑工程项目执行和研究工作的开展夯实了根基。
技术驱动创新，夯实发展根基
株机创建于1936年，坐落于中国湖南，业务集中在电力机车、城轨车辆、动车组、轨道工程车，磁浮列车、储能式电车等新技术公共交通车辆、重要零部件、专有技术延伸产品、维保及机电总包服务等领域，是中国轨道交通产业集群的龙头企业、中国装备“走出去”的先锋企业。
株机原有的高性能计算集群系统，为公司的技术创新和业务发展，夯实了坚实的基础。不过，随着公司业务稳定快速的发展，这套高性能计算集群系统已经无法满足需求，特别是在列车空气动力学、气动噪声、颗粒流计算、内流场和屏柜散热计算等方面，由于计算量大，前后处理及仿真计算时间长，使得仿真项目完成周期长，极大地阻碍了仿真项目的效率提高，升级改造势在必行。
通过与新华三深度合作，株机构建了一套全新的高性能计算集群系统，以仿真驱动创新的理念重构高性能计算平台，以极致算力支撑产品仿真前后处理及并行计算作业，进一步提升了公司的核心竞争力。
强强携手合作，筑牢竞争基石
在列车的设计中，空气动力学是非常重要的部分，需要进行反复的仿真设计，对 HPC 的性能有着极高的要求。以株机现有的 HPC 配置来满核运行空气动力学一个工况，平均需花费大约 140 小时，由于单个项目一般需开展多大几十个工况的计算，同时还辅以多轮调整运算，原有平台已经不能很好地支撑相关计算执行。
此外，株机为尽快掌握通过仿真分析对整车防火性能进行系统性评估的方法，需要开展整车火灾仿真及整车人员疏散仿真计算研究。由于整车火灾仿真采用 FDS 场模拟软件进行模拟计算，计算网格超过 300 万，应用目前的 HPC 平台满核运行，计算一个工况需要花费大约 100 小时，而整车火灾仿真分析项目多达 12 个工况，以当前的 HPC 平台来看，是无法满足这一要求的。加之，气动噪声、列车碰撞、多学科优化等仿真计算均需要大量的计算资源和前后处理能力，对当前 HPC 平台进行升级改造，已是迫在眉睫。
根据株机的实际需求，新华三为客户其量身定制了极致性能、高度安全的高性能计算系统。
通过部署批量的HPE Proliant DL Gen10系列工业标准服务器，使用可信硅根技术，将基础固件安全性直接锚定在硅芯片中，可在系统启动时验证服务器系统固件的完整性，防止入侵代码或恶意软件植入。
同时使用智能系统调优技术，能够减轻处理器频率的波动，即使在运行对处理器时延敏感的工作负载时，也能提供最高的处理器频率。
除此之外，为了简化后期运维的负载度，新华三在业界首创使用人工智能技术简化IT运维，通过HPE InfoSight技术，汇集 全球服务器和存储产品中设备日志数据，运用机器学习和智能预测分析技术，主动地预防设备问题、提高设备性能和优化IT资源。
在某些特殊作业下，整个高性能计算平台会把存储系统的性能推向极致，为此，新华三通过不断拟算存储系统的聚合链路带宽、单进程带宽，基于HPE Apollo Gen10系统打造出一套高可靠、易扩展同时具备高性能的高性能计算数据存储系统，满足高性能作业需求。
整个方案包括 30余台HPE DL 380 Gen10 两路服务器、以及多台 HPE DL 560 Gen10 四路胖节点服务器、多台 CAE 图形处理节点服务器，以及相应的存储系统、网络系统等，并提供了集群管理系统软件、门户、作业调度、CAE 图形处理等软件。
在计算节点上，由HPE DL 380 Gen10 两路服务器组成，其双精度浮点计算理论值达到了 175.1 万亿次 秒，计算系统(节点)内存容量 14592GB;除此之外，还专门为计算节点统一配置 2 块企业级 480GB SSD 磁盘和 12 个 32GB DDR4-2933MHz高主频内存，以此来保证充分发挥计算节点的 CPU 性能。
在胖节点上，采用了HPE DL 560 Gen10 四路服务器组成，每台配置 4 颗 Intel Xeon Gold 6254 处理器及 48 个 64GB=3TB 内存(共支持 96 个内存槽位，胖节点内存容量 6TB)，双精度浮点计算理论值达到了 14.28 万亿次 秒，在满足当前需求的同时，能提供更高的可靠性和更好的扩展性，以保证株机未来根据业务需要，灵活扩展 CPU 数量、内存数量等，以更加敏捷的方式满足未来业务增长的需求。
在CAE 图形处理节点上，采用HPE DL 380 Gen10 CAE 图形处理节点服务器，每台配置 2*NVDIA RTX6000 GPU 卡，满足多用户 CAE 图形处理需求。
新华三HPE服务器全家福
在数据存储系统上，采用一套商业版并行文件系统，并行文件系统提供 600TB 数据存储裸容量，存储 IO 节点全部采用高性能处理器，并采用大容量高主频内存来部署高性能的并行文件系统。考虑到存储的读写性能和可用性对整个高性能集群至关重要，为了避免单链路故障和拥塞，本次存储采用了 12 个 100G 高速网络接口对外提供数据存储服务。
凭借硬实力，赋能行业转型
在各种新技术飞速发展的今天，企业对于算力的要求是永无止境的。
新华三认为，虽然高性能是 HPC 的核心所在，但是由于要面向不同行业的不同应用，这就要求高性能集群系统即要具备强大的计算能力，同是还要满足差异化系统平台对不同类型应用快速响应的能力和整套集群系统高可用需求的能力，能够给大量的计算任务快速、方便、稳定的提供相应的软硬件环境，使我们的用户顺利地开展各类课题计算。这，也是株机选择新华三进行合作的重要因素。
新华三为株机的产品研发业务提供强劲的算力支持，大大缩短仿真作业的任务耗时，促进产品研发和创新，提升国际竞争力。株机也将继续借助于数字化解决方案，不断提高产品科技能力，改善公众出行条件，创造与环境和谐发展的交通运输方式。
新华三已经在制造、航空、高校、能源等多种行业的不同应用场景中落地了高性能计算集群系统，得到了客户的高度认可。未来，新华三将不断探索 HPC 在不同领域的不同应用场景中的应用，以此为用户提供按需定制的高性能计算解决方案，赋能企业数字化转型。
注：新华三是品牌的服务器、存储和相关技术服务的中国独家提供商。
