隨著第四次工業(yè)革命的到來，以大數(shù)據(jù)、5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)日新月異，帶來了很多趨勢性變化。其中，高性能計算 (HPC)作為實現(xiàn)新的信息技術(shù)突破和廣泛應(yīng)用的重要途經(jīng)，已經(jīng)發(fā)展到了一個新的高度，并已成為學術(shù)界技術(shù)進步的關(guān)鍵組成部分，在科學研究、公共衛(wèi)生、氣象建模、環(huán)境監(jiān)測和油氣勘探等眾多領(lǐng)域推動創(chuàng)新和知識發(fā)現(xiàn)。

在工業(yè)制造領(lǐng)域，HPC亦逐漸扮演越來越重要的角色。面對來自業(yè)績增長、成本和日益增高的產(chǎn)品創(chuàng)新需求的壓力，越來越多的企業(yè)開始尋求新技術(shù)的幫助，例如通過虛擬仿真技術(shù)來有效改進產(chǎn)品設(shè)計，在降低成本的同時滿足客戶需求。但如果想要實時看到設(shè)計中的靜態(tài)、碰撞、安全、空氣動力等情況，就需要借助HPC超強的計算能力和圖形處理能力。而作為當前市場上完美滿足HPC用戶算力需求的尖端產(chǎn)品，擁有高達64核的第二代AMD EPYC(霄龍)處理器為虛擬仿真技術(shù)提供了超強算力“加持”，進而為更多企業(yè)加速創(chuàng)新夯實了基礎(chǔ)。

攜手ESI，超強算力支持虛擬仿真

虛擬仿真技術(shù)擁有包括虛擬制造、VPS虛擬性能、全拼震動噪聲、CFD分析等一系列解決方案。ESI 虛擬性能解決方案 (VPS) 作為一款獨特的軟件解決方案，能夠基于虛擬技術(shù)加速產(chǎn)品的開發(fā)和創(chuàng)新，極大提高產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢并逐步縮減在產(chǎn)品研發(fā)過程中對實際原型的需求。通過允許工程師模擬設(shè)計對產(chǎn)品性能的多個領(lǐng)域(靜態(tài)、碰撞、安全、NVH、耐用性、水流、舒適性等)的影響，VPS 有助于打破傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)孤島，尋找滿足沖突需求的更優(yōu)解決方案。除此之外，該解決方案還支持制造商應(yīng)對新出現(xiàn)的設(shè)計挑戰(zhàn)，包括輕量化、電氣化以及自動駕駛車輛所帶來的挑戰(zhàn)，使其能夠通過 ESI 的“零原型”解決方案達到卓越的設(shè)計水平。

原始設(shè)備制造商(OEM) 努力在產(chǎn)品開發(fā)的數(shù)字階段盡可能獲取更多的信息以提高競爭力，ESI 則支持OEM減少執(zhí)行迭代循環(huán)所需的時間。ESI 開發(fā)人員和工程師不斷改進 VPS 的計算性能，特別是在可擴展性和魯棒性方面。VPS 混合 HPC 有限元求解器為工程模擬提供了高效的可擴展性，最大支持 512 個核心，以適應(yīng)要求最苛刻的工業(yè)應(yīng)用。

為了實現(xiàn)最優(yōu)的軟硬件組合，AMD 攜手 ESI 集團，以確保 VPS 在基于第二代AMD EPYC(霄龍)處理器的HPC系統(tǒng)上獲得最佳性能，進而幫助企業(yè)客戶降低總體擁有成本，提高產(chǎn)品設(shè)計和研發(fā)效率。

創(chuàng)新架構(gòu)，提供無與倫比的性能

在應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的過程中，企業(yè)需要借助于高性價比的HPC系統(tǒng)幫助VPS軟件實現(xiàn)性能最大化。第二代 AMD EPYC基于x86架構(gòu)，采用了先進的 7nm 制程工藝，將高核心數(shù)、大內(nèi)存容量、高內(nèi)存帶寬和海量I/O以適當比例組合起來，為HPC用戶提供了完美的性能組合?；趧?chuàng)新的架構(gòu)，在實現(xiàn)卓越的高性能計算工作負載性能的同時，還優(yōu)化了總擁有成本。

內(nèi)存帶寬是提升有限元分析 (FEA) 工作負載性能的關(guān)鍵因素之一。第二代AMD EPYC所擁有的高內(nèi)存帶寬有助于確保最大限度地利用VPS系統(tǒng)，優(yōu)化執(zhí)行時間和部署的總體利用率。在實際應(yīng)用中，許多HPC工作負載要求平衡性能和每個核心的許可成本，以管理和控制總體成本。第二代AMD EPYC在整個產(chǎn)品線中提供了一致的特性，允許用戶在不犧牲特性、內(nèi)存通道數(shù)量、內(nèi)存容量或 I/O 通道數(shù)量的情況下優(yōu)化工作負載所需的核心數(shù)量。無論每路的物理核心數(shù)量如何，都能夠在所有 EPYC處理器上訪問 8 個內(nèi)存通道，從而帶來了卓越的內(nèi)存帶寬和容量。

超強擴展性，全面支持多領(lǐng)域虛擬仿真

可擴展性對于 HPC 應(yīng)用程序至關(guān)重要。第二代AMD EPYC(霄龍)處理器支持 PCIe Gen 4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可在節(jié)點之間提供高帶寬;在一個節(jié)點中，每路可以使用高達 64 個核心，包括 8 個支持DDR4-3200 的高速內(nèi)存通道;同時，每個核心還兼具超強的浮點數(shù)和整數(shù)計算能力，從而為高性能計算提供了卓越的性能和可擴展性。

測試表明，第二代AMD EPYC的擴展性能在 ESI 虛擬性能解決方案中表現(xiàn)非常優(yōu)異。下圖顯示了AMD EPYC 7742 在雙路平臺中的可擴展性，最多可擴展到 4 個節(jié)點。在每個處理器 64 個核心的情況下，每個節(jié)點具有 128 個物理核心，則 4 個節(jié)點上共有 512 個核心。如今，128 個核心的作業(yè)達到了有限元分析 (FEA) 顯式工作負載的最佳狀態(tài)。將所有 128 個核心放在單個節(jié)點中，可為當今的 FEA 工作負載創(chuàng)建理想的配置。因此，VPS 將擴展性提高了一倍，在 256 個核心(2個節(jié)點)上的擴展效率約為 97%;在 512 個核心(4 個節(jié)點)上保持約 82% 的擴展效率。使用 Mellanox Connect X-6 200 Gb/s HDR InfiniBand 連接兩個或更多具有 128 個核心的節(jié)點，可以輕松提供滿足未來 FEA 工作負載所需的 256 個或更多的計算核心數(shù)。

與此同時，基于第二代AMD EPYC處理器的集群在 ESI 虛擬性能解決方案的 Neon 和 Neon4M 模型測試中也表現(xiàn)突出。AMD EPYC 7742 處理器(64 核心)的系統(tǒng)性能始終處于領(lǐng)先地位，體現(xiàn)了卓越的性能優(yōu)勢。AMD EPYC 7542 處理器(32 核心)則提供了更高的每核性能，以滿足更小的總線程數(shù)需求，同時也保持了性能優(yōu)勢。

總體上看，第二代AMD EPYC(霄龍)處理器采用7nm 制程工藝，具有卓越的核心 IPC、內(nèi)存帶寬和 PCIe Gen 4 性能，為VPS系統(tǒng)實現(xiàn)快速、準確的多領(lǐng)域仿真提供了無與倫比的性能和超強擴展支持，從而幫助企業(yè)用戶加速產(chǎn)品開發(fā)、縮短設(shè)計制造周期、提高質(zhì)量、降低成本，進而全面增強企業(yè)的創(chuàng)新能力和核心競爭力。