华为HPC解决方案助力装备制造企业敏捷创新

主讲人：华为技术有限公司，HPC解决方案架构师 任冠楠

（HPC解决方案首席架构师 任冠楠）

HPC cloud如何从实际运用方面来提高制造企业的竞争力

HPC解决方案首席架构师任冠楠先通过几个实际的HPC cloud运用案例来形象的解释HPC cloud是如何提高制造企业的竞争力。

第一个案例是：CFD领域HPC cloud典型案例-科尼赛克one：1。该案例通过使用HPC cloud平台按资源使用付费，100%的one：1开发使用基于C cloud的CFD模拟等解决方案，节省了5%的运营成本、30%的设计成本、60%的原型验证成本，减少了50%的风险和上路实验，缩短了30%的TTM。这些就是HPC cloud给制造企业带来的切实的一些利益，有效的提高了企业的竞争力。

第二个案例是：浙江汽车制造企业使用华为HPC cloud。该案例中的企业想要通过HPC cloud来实现一些更加智能化、多样化的要求。在使用了华为HPC cloud结合大数据、IoT、人工智能形成超大规模的计算集群，由此提供了多样化的云服务。

第三个案例是：北方国有汽车应用计算溢出方式使用华为HPC cloud。该企业面临的挑战是本地的HPC资源不能满足峰值计算需求。通过使用计算溢出的方式从华为的公有云中来补充本地的资源池，从而满足自己的峰值计算需求。不仅仅简单的满足了自己企业的计算需求，还提高了三倍以上的HPC cloud的计算速度、延长了本地HPC资源的使用时间以及节省了设计阶段15%的成本。

HPC的演化和发展-超大规模计算集群

2015年超大规模计算集群作为新兴独立的市场，开始从传统HPC中独立门户。

“超大规模计算”是一种分布式计算环境，其中数据量和对某些类型工作负载的需求可以按指数增长，但仍然以成本最优的方式快速满足。超大规模计算还结合了大数据、人工智能、IoT分别形成了：HiBD，HPDA；HiML；Digital Twin。

超大规模计算在发展的过程还不断推动软硬件的发展，硬件发展趋势：Soc芯片，Fabric技术，SDN网络；软件技术趋势：IO驱动的负载模型以及大数据。同时通过数据显示：2011仅有13%的高性能计算局点在公有云上工作，2016就已经发展到了64%。极大的提高了公有云的利用率。

华为HPC的简要介绍

目前华为HPC的发展过程如下：

HPC cloud1.0（past）：H1实例-HPC松端合型计算模型，D1实例-HPC数据密集计算模型。

HPC cloud2.0（now）：H2实例-HPC紧耦合型计算模型，M2实例-支持HPC内存模型，HL1实例-支持高性能并行文件系统（即针对Lustre系统的一种模型），BMS实例-支持基于裸机的HPC解决方案。

HPC cloud2.x（coming soon）：支持SOC芯片，支持GPGPU资源池、硬件编排能力，支持机器学习、深度学习的训练和推理，支持大数据和IoT。

华为HPC的优势和特点有许多，任光楠重点介绍了一下几点：（1）高基础物理能力包括高性能计算、低网络延迟、高性能存储；（2）云平台能力包括统一华为云入口、支持多种云服务，ManageOne实现软硬件实时监控，FusionSphere Cloud OS开发架构、标准API，FusionStorage 海量数据存储、三副本安全；（3）支持的软件栈包括支持OpenFOAM、PamCrash、hyperworks等各种CAE、CFD行业软件，支持OpenMPI，InterMPI，SpectrumMPI等多种MPI库，支持RHEL、SUSE、Ubuntu等主流操作系统；

华为HPC使用的先进技术也有许多，例如：软硬件结合SOC芯片、裸金属服务、GPU加速、FPGA数据预处理。其中重点介绍了一款华为自研的HPC逻辑实例支持的SDI卡，该SDI卡是集成CPU、存储和网卡能力，能够在大量数据写入存储时不需要CPU的参与。

华为HPC cloud安全可靠性保障主要在三方面共同保障，首先在本地到云端实现安全互联，通过用户认证、访问安全、接入安全来树立起第一层保障。其次实现计算环境安全，通过VPC和安全组实现租户之间的安全隔离，以此树立第二层保障。最后实现数据安全，主要用以下几个技术来实现：（1）CAD场景的设计安全：Workspace for 设计仿真云；（2）提供存储加密：EVS加密、OBS加密；（3）HA：提供卷备份和主机备份；（4）平台提供虚拟机HA；功能（5）数据快擦：远端分布式数据擦除，并且数据不可逆，无法被恢复。

目前华为HPC cloud2.0的性能随着计算节点的增加，LINPACK线性度也呈可观的线性增长。在8台计算节点之前，华为HPC cloud和HOC cloud的LINPACK的线性度不差上下，但当计算节点增加到16台之后，华为HPC cloud的LINPACK线性度就实现了一个大幅度的增长，同时也超越了HOC cloud。华为HPC cloud和目前业内排名第一的HOC cloud的数据比较分析柱形图如下。

（在数据传输没有损耗的情况下，随着计算节点来增加，LINPACK的线性度增长柱状图）

         华为存储使用开放架构、开放API，更灵活的部署方式，目前华为存储的发展方向有三个：向公有云发展，向私有云发展或者向两者中间发展--即混合云。华为支持两种方式使用公有云：溢出方式和公有云方式。

华为提供更丰富的商业合作模式

        华为主要提供两种商业合作模式：IAAS模式（基础设施服务）和SAAS模式（软件即服务）。

华为HPC cloud的生态建设

        在装备制造行业上，华为在CAE仿真、建模与前后处理和工作负载管理上建立了广泛的行业合作。同时华为一直努力致力于构建一个高性能的、合作开放的和安全可靠的HPC cloud。华为HPC cloud的网站：http://www.hwclouds.com/solution/highperformance

视频链接：https://bbs.huaweicloud.com/videos/1be17bef9f5811e7b8317ca23e93a891

以上文字内容由华为云众创小组-幸鑫整理。