今年11月,最新的全球超级计算机500强排行榜在美国正式公布,由中国国防科学技术大学研制的中国“天河一号”二期系统 (天河-1A)雄居首位。国产高性能计算机(HPC)峰值的不断刷新,使国人越来越关注HPC。而更值得关注的是,HPC逐渐走出科学计算圈子,为汽车碰撞、飞机风力测试、家电设计等民用领域带来巨大价值。
HPC加速制造业升级
在过去,HPC主要是在气象、石油开采、科学计算、生物研究等这些“象牙塔”领域中应用,但其实HPC对推动产业升级具有非凡的作用,尤其是在能源、电子、电气等领域的工程设计方面。
根据美国科学研究院工程技术委员会的测算,数值模拟仿真可提高材料成品率25%,降低工程技术成本13%至30%,降低人工成本5%至20%,提高设备利用率 30%至60%,缩短产品设计和试制周期30%至60%。
目前国内重要的城市都在布局超算中心,来自他们的相关数据显示,越来越多的工业企业正在成为他们的计算服务对象。比如,上海超算中心就正在为汽车、核电、钢铁、新材料、飞机制造等众多领域企业提供计算服务,因而为这些企业节省了大量的人力与投资成本。
以“大飞机”项目研制为例,以往的研究主要依靠风洞试验来实现,即在特定场所用鼓风机模拟高空飞行状态,来测试飞行的各项数据。一次试验的花费就超过千万元,在整个研制过程需要很多次试验,成本很高。而使用了具有百万亿次计算能力的曙光5000A,试验过程就可以通过电脑模拟来实现。
汽车碰撞安全测试也同样如此,在没有采用高性能计算进行模拟碰撞前,通常一辆汽车需要进行六七次的碰撞才能采集到所需要的数据。但是有了高性能计算模拟仿真的帮助,碰撞实体汽车的次数就可以大大减少。
大型发电、石油化工领域的大型铸件,其设计阶段的模拟计算如果用一般计算机需要3个月时间,而在中科院超算中心通过大型铸锻件的模拟计算软件进行并行化后,在高性能计算机上运行,只需要8个小时的时间。大大缩短了设计周期,提高了产品质量。
同样在家电等许多重要电子设备的设计环节,HPC能够大大缩短设计时间,加快产品上市步伐。
其实,HPC对于制造业的升级所发挥的作用,不是HPC做不到,而是我们没有想到。北京超算中心的负责人曾宇曾对《中国电子报》记者呼吁,希望更多的工业企业能够意识到HPC的重要作用和魅力,更多地借用这样的手段加速自己的企业升级。
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