联想-高性能计算行业：面向制造行业设计仿真计算一体化解决方案白皮书

从大到航空、航天的高端装备的力学分析，中到手机，雷达等产品的结构分析和容器、水冷等新科技，都在沿着更好的帮助研发人员、设计人员去创新、去迭制造强国、质量强国，航天强国、数字中国，基础就是算力强国，让我们携手，一起向上，--------------------------------------------------------------------------------------------------联想简介0311制造行业CAE应用分析------0522CAECAE工作流程阶段及相关计算解决方案07 08 08 33推荐产品和解决方案------11 CFD和显式FEA计算服务器 隐式FEA计算服务器 20 2244推荐的架构2355联想推荐的CAE行业解决方案27643------------------------------------------43------------------------------------------ 7------------------------------------------------------------------------------------ABAQUS统一有限元分析 59ANSYSFluent 63LS-DYNA 67MSCNastran 70OpenFOAM 73STAR-CCM+ 75 877------------------------------------------77------------------------------------------通过这个白皮书，可以详细了解制造业如何通过这个白皮书，可以详细了解制造业如何以降低成本和风险。文中详细介绍了计算流体动力学（CFD）和有限元分析（FEA）工作流程，并根据性能和成本推荐了联想高性一体机――LICP的架构和完整的解决方案。最后，还介绍并分析了几个CFD和FEA应”摘要本白皮书介绍了联想HPC在制造业“联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想简介是一家全球财富是一家全球财富500强公司，在消费领域、商业和数据中心基础架构技术方面提供创新和解决方案，并取得领先地位。截至2023年5月，联想已连续十一次蝉联全球高性能计算机TOP500（）榜单制造商份额榜首，九次登顶中国HPCTOP100年度数量总份额榜首。同时，联想在中国高性能计算发展史上取得了众多里程碑时刻――联想的“深腾1800”万亿次集群系统，是世界上第一个实际速度超过1万亿次的大规模高性能集群系统；联想深腾系列高性能计算机成为最早进入世界TOP500的一批国产计算机；联想两次承担了中国科学院网络计算中心主节点的建设任务。截止2022年，联想高性能计算已经先后为数万个用户完成部署，在高性能计算机系统技联想的HPC解决方案专注于为商业领域数据中心客户提品和解决方案。HPC主要的行业领域：高校、科研机构、政府、金融服务、生命科学、制造业和石油天然气。这篇技术文章主要联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化制造行业制造行业CAE联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化以帮助设计师和工程师以更低的成本和更低的风险高效地设计、模拟和优化产品和流程。下面是CAE的一些应用：.有限元分析（FEA）-部件和组件的应力和动态分析.计算流体动力学（CFD）-流体和热分析.多体动力学（MBD）和运动学-相互连接的部件的动态行为分析.铸造、造型和模压成形的制造过程模拟.产品和/或工艺的优化本白皮书的性能部分重点介绍以下FEA和CFD应用：.DassaultSystèmes的ABAQUS统一FEA–SIMULIA.ANSYS的FLUENT.利弗莫尔软件技术公司的LS-DYNA.MSCNastran.OpenFOAM.西门子的STAR-CCM+联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化02CAE工作流程阶段及相关02CAE工作流程阶段及相关典型的CAE工作流程有三个阶段：前处理、模拟（求解/计算）、后处理。联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化在预处理阶段，定义/设计几何结构或工艺。计算机辅助设计（CAD）软件通常用于对底层几何结构或过程进行建模。将设计的物理属性以及环境和物理约束和载荷应用于计算模型。在CFD和FEA分析的情况下，必须使用网格将基本几何结构划分为较小的离散域（单元通常称笔记本电脑、工作站和远程可视化服务器通常用于大多数预处理CAD工作和网格生成。这些解决方案通常具有更高端的图形卡以加速可视化，并且可能需要大量的内存，具体取决于计算模型的大小。更大的CFD和FEA网在模拟阶段，使用基础物理的适当数学公式来模拟（求解/计算）模型或过程。此阶段通常有大量的计算工作负载，需要完整的HPC解决方案来运行不但是有帮助的，并且大多数情况下也是必要的。计算工作量取决于计算模型的大小。小型计算模型可以在工作站和笔记本电脑上运行。大型计算模型络和并行存储系统等来加速求解/计算过程，提高生产效率。在显式方法中，当前物理值仅取决于先前的时间步长/迭代数据，因此可以通过计算表达式在网格中的任何位置求解方程。这需要更多的在隐式方法中，物理值不依赖于先前的时间步长/迭代；必须对网格中的所有单元同时求解方程。此方法更占用内存，因为所有需要计算的内容都必须联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化.可以很好地扩展到多个核心和服务器（支持.计算对内存和计算敏感（需要更多的内存和CPU核.计算期间的小量的文件输入/输出（I/O）操作.模拟开始时的大量文件I/O操作，以便将网格从存储系统读入内存（存储系统的单流的能力）.模拟结束时的大量文件I/O操作，以便写入存储系统。这些文件通常是由网格和相关物理值组成的最终输出文件（存储系统的.用户可以指定在模拟过程中以不同的时间间隔写入检查点（checkpoint）输出文件，这可能会导致短暂的重要文件I/O操作（配合作业调度系统支持checkpoint）.计算所需要的内存的数量取决于计算模型的大小ANSYSFluent和Mechanical、DassaultSystèmesABAQUS/Explicit、LSTCLSDYNA、OpenFOAM和SiemensSTAR-CCM+等应用程序都属于上述类别。通常，隐式FEA模拟具有以下计算和存储特性：.计算对比内存来讲，内存比计算更敏感（同时兼.计算时进行大量的文件I/O操作.通常需要大量的内存.数据在内存中计算可用于减少文件I/O操作的数量ANSYSMechanical、DassaultSystèmesABAQUS/Standard和MSCNastran等应用程序都属于上述I/I/ORate下图描述了典型CFD/显式FEA模拟与典型隐式FEA模拟的文件I/O速率。TypicalCFD/ExplicitFEASimulationTypicallmplicitFEASimulationTimeTimeTime图1典型CFD/显式FEA和隐式FEA模拟的文件I/O速率在CFD/ExplicitFEA模拟的开始和结束时，有大量频繁的文件I/O操作，但这些事件是简短的。在计算期间，存在最小的文件I/O操作。然而，对于隐式FEA模拟，在整个模拟过程中存在大量的文件I/O操作。在后处理阶段，将模拟的结果呈现并显示给用户。结果可以是输出，如表格、绘图、数据文件和动画，也可笔记本电脑、工作站和远程可视化服务器通常用于大多数后处理工作。这些解决方案通常具有更高端的图形卡以加速可视化，并且可能需要大量的内存，具体取决于计算模型的大小。如果使用自动化脚本来生成输出，03以下建议将用作指南。在大多数情况下，处理器、内存、存储、03以下建议将用作指南。在大多数情况下，处理器、内存、存储、联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化管理（头）服务器用于管理集群。主服务器可以为集群提.部署群集管理软件以管理和监控整个群集.使用联想LiCO或者开源工具ExtremeClusterAdministrationToolkit（xCAT）.批处理作业调度程序服务器.用户帐户管理.软件/应用程序许可证服务器.ThinkSystemSR650V2（/lp1392-thinksystem-sr650-v2-server）√SR650V2是一款双路2U机架式服务器，非常适合处理各种工作负载内存内存：12*16GBTruDDR43200MHzRAIDRAID控制器：1*RAID530-8iPCIe12Gb适配器硬盘硬盘：2*2.5英寸480GBSATA热插拔固态硬盘InfinibandInfiniband适配器：1*MellanoxConnectX-6HDR100/100GbE1端口电源电源：2*750W（230/115V）白金级热插拔电源模块电源：2*750W（230/115V）白金级热插拔电源模块.上传和下载数据电源：2*750W（230/115V）白金级热插拔电源模块.上传和下载数据.创建和编辑脚本.管理目录和文件.ThinkSystemSR650V2（/lp1392-thinksystem-sr650-v2-server）√SR650V2是一款双路2U机架式服务器，非常适合处理各种工作负载登录服务器充当集群用户的访问点。登录服务器的数量将取决于访问群集的内存：12*16GBTruDDR43200MHzRAID控制器：1*RAID530-8iPCIe12Gb适配器硬盘：2*2.5英寸480GBSATA热插拔固态硬盘Infiniband适配器：1*MellanoxConnectX-6HDR100/100GbE1端口联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化每个核心的内存带宽较高。处理器的成本也是决策的考虑因素。有关处理器选择的更多详细信息，请参阅“性能”部分。CFD和显式FEA模拟通常在模拟期间执行非常少的文件I/O操作。上述建议是一种“无状态”服务器解决方案，这意味着服务器中没有内部存储。建议内存：12*16GBTruDDR43200MHzRAID控制器：1*RAID530-8iPCIe12Gb适配器CFD和显式FEA计算服务器处理CFD和显式FEA模拟的主要模拟计算工作量。•ThinkSystemSD630V2（/lp1394-thinksystem-sd630-v2-server）√SD630V2是一款采用0.5U机架外形规格的超高密度经济型双插槽服务器。高密度2U四节点（2U4N）平台，四个SD630V2服务器节点安装在ThinkSystemD2机箱中。CPU：2*Intel®Xeon®Gold634828C235W2.6GHz处理器硬盘：2*2.5英寸480GBSATA热插拔固态硬盘Infiniband适配器：1*MellanoxConnectX-6HDR100/100GbE1端口联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化隐式FEA计算服务器处理隐式FEA模拟的主要模.ThinkSystemSD630V2（/lp1394-thinksystem-sd630-v2-server）√SD630V2是一款采用0.5U机架外形规格的超高密度经济型双插槽服务器。高密度2U四节点（2U4N）平台，四个SD630V2服务器节点安装在ThinkSystemD2机箱中。CPUCPU：2*Intel®Xeon®Gold634828C235W2.6GHz处理器内存内存：12*32GBTruDDR43200MHzRAIDRAID控制器：1*RAID530-8iPCIe12Gb适配器硬盘硬盘：2*2.5英寸960GBSATA热插拔固态硬盘InfinibandInfiniband适配器：1*MellanoxConnectX-6HDR100/100GbE1端口隐式FEA计算的推荐服务器和处理器与上一节中的CFD和显式FEA计算服务器相同。基于成本和参阅“性能”部分。隐式FEA模拟可以在模拟过程中执行大量的文件I/O操作。推荐的解决方案具如果需要更多的内存，则更具成本效益的解决方案可能是机架式服务器（SR650V2/SR660V2对于大型内存隐式FEA计算服务器，推荐的产品和解决方案是：.ThinkSystemSR650V2（/lp1392-thinksystem-sr650-v2-server）√SR650V2是一款双路2U机架式服务器，非常适合处理各种工作负载CPUCPU：2*Intel®Xeon®Gold634828C235W2.6GHz处理器联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化内存内存：12*32GBTruDDR43200MHzRAIDRAID控制器：1*RAID530-8iPCIe12Gb适配器硬盘硬盘：2*2.5英寸960GBSATA热插拔固态硬盘InfinibandInfiniband适配器：1*MellanoxConnectX-6HDR100/100GbE1端口.ThinkSystemSR650V2（/lp1392-thinksystem-sr650-v2-server）√SR650V2是一款双路2U机架式服务器，非常适合处理各种工作负载.12x32GBTruDDR42666MHzRDIMM；总计384GB内存√可选的8、16、64和128GBDIMM，最大内存为1.5TB.可选、灵活且可扩展的内部存储，最多可配置6个2.5英寸驱动器，最大容量可达92TB推荐的预处理和后处理服务器与CFD和显式FEA服务器推荐的解决方案相同，但具有如果需要更多内存，则更具成本效益的解决方案可能是机架式服务器，而不是超密集型对于大型内存隐式FEA计算服务器，推荐的产品和解决方案是：.ThinkSystemSR650V2（/lp1392-thinksystem-sr650-v2-server）√SR650V2是一款双路2U机架式服务器，非常适合处理各种工作负载.24x32GBTruDDR42666MHzRDIMM；总计768GB内存.可选、灵活且可扩展的内部存储，最多可配置6个2.5英寸驱动器，最大容量可达92TB联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化CPUCPU：2*Intel®Xeon®Gold634828C235W2.6GHz处理器内存内存：24*32GBTruDDR43200MHzRAIDRAID控制器：1*RAID530-8iPCIe12Gb适配器硬盘硬盘：2*2.5英寸480GBSATA热插拔固态硬盘InfinibandInfiniband适配器：1*MellanoxConnectX-6HDR100/100GbE1端口GPUGPU：1（或者2）*NVIDIAQuadroRTXA600048GBPCIe主动式GPU电源电源：2*750W（230/115V）白金级热插拔电源模块一些CFD和FEA软件支持使用GPU来执行一些求解器计算，通常用于隐式.ThinkSystemSR650V2（/lp1392-thinksystem-sr650-v2-server）√SR650V2是一款双路2U机架式服务器，非常适合处理各种工作负载CPUCPU：2*Intel®Xeon®Gold634828C235W2.6GHz处理器内存内存：12*16GBTruDDR43200MHzRAIDRAID控制器：1*RAID530-8iPCIe12Gb适配器硬盘硬盘：2*2.5英寸480GBSATA热插拔固态硬盘联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化InfinibandInfiniband适配器：1*MellanoxConnectX-6HDR100/100GbE1端口GPUGPU：1*NVIDIAA80080GBPCIeGen4PassiveGPU电源电源：2*750W（230/115V）白金级热插拔电源模块推荐的其他/替代产品和解决方案为：.ThinkSystemSR670V2（/lp0923-thinksystem-sr670-v2-server）√SR670V2是一款2U机架式服务器，旨在支持多达四个高性能GPU.12x16GBTruDDR42666MHzRDIMM；总计192GB内存√可选的32GBDIMM，最大内存为384TB.4个ThinkSystemNVIDIATeslaA80016GBPCIe被动GPU.可选、灵活且可扩展的内部存储，最多可配置8个2.5英寸驱动器，最大容量可达16TB配合联想设计仿真一体机（联想LICP远程可视化服务器允许用户远程可视.ThinkSystemSR650V2（/lp0643-lenovo-thinksystem-SR650-v2-server）√SR650V2是一款双路1U机架式服务器，非常适合处理各种工作负载.12x16GBTruDDR42666MHzRDIMM；总计192GB内存.1个ThinkSystemNVIDIAQuadroP60002GBPCIeGPU.2个ThinkSystem2.5英寸5200480GB主流SATA6GB热插拔SSD，总计960GB√可选存储：6个不同类型和存储容量的2联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化.MellanoxInfiniBandHDR100(200)Gb/s或者NDR200(400)Gb/s.英特尔®Omni-Path100Gb/s.ThinkSystemSR650（/lp0644-lenovo-thinksystem-sr650-server）√SR650是一款双路2U机架式服务器，非常适合处理各种工作负载.12x16GBTruDDR42666MHzRDIMM；总计192GB内存英寸驱动器和14个3.5英寸驱动器，最大容量可达368TBPNFS服务器的推荐产品和解决方案配置了60TB的存储。该解决方案的最大存储容量为368TB，并可根据用户的具体需求进行调整。如果需要更高的存储性能，请参阅下面的“附加/LenovoDistributedStorageSolutionforIBMSpectrumScale（DSS）是一款软件定义的存储（SDS适用于高性能和数据密集型环境的密集可扩展文件和对象存储的高性能并行存储系统（https://lenovopress.com/lp0837-lenovo-dss-g-thinksystem）DSS-G结合了LenovoThinkSystem机架式服务器、LenovoD1224和D3284存储机柜以及IBMSpectrumScale软件的性能，以.DSS-D.2台ThinkSystemSR650V2机架式服务器（/lp1392-thinksystem-sr650-v2-server#introduction）.1xDE4000/DE6000存储.SpectrumScaleGPFS文件系统.服务.DSS-G100.1台ThinkSystemSR650V2机架式服务器（/lp1392-thinksystem-sr650-v2-server#introduction）.8xThinkSystemU.2Px04PMB800GB性能2.5NVMePCIe3.0x4HSSSD，总计6.4TB存储√可选的NVMe驱动器大小为0.375、0.96、1.0、1.6、1.92、2.0、3.2、4.0和6.4TB驱动器，最大存储容量为51.2T.SpectrumScaleGPFS文件系统.服务.DSS-G201.2台ThinkSystemSR650机架式服务器（/lp0644-lenovo-thinksystem-sr650-server）.1个D1224驱动器盒（/lp0512-lenovo-storage-d1212-d1224-drive-enclosures）.22个Lenovo存储1.8TB10K2.5英寸SAS硬盘，总计39.6TB存储.2x联想存储400GB3DWDSSD2.5英寸SAS，需要用于SpectrumScale内部使用联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化.DSS-G220.2台ThinkSystemSR650机架式服务器（/lp0644-lenovo-thinksystem-sr650-server）.2个D3284驱动器盒（/lp0512-lenovo-storage-d1212-d1224-drive-enclosures）.两个Lenovo存储10/12/14/16TB10K3.5英寸SAS硬盘，存储系统.SpectrumScaleGPFS文件系统.服务联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化增值服务:HPC高端维保HPC白金服务HPC巡检服务HPC驻场服务HPC搬迁服务HPC数据迁移HPC系统整合更多增值服务增值服务:HPC高端维保HPC白金服务HPC巡检服务HPC驻场服务HPC搬迁服务HPC数据迁移HPC系统整合更多增值服务及HPC客户化服务联想智能超算平台（HPCLiCO）联想AI工具链计算力学生命科学基因工程政府气象 资源调度系统(LSFSlurm) 联想专家服务水冷计算集群刀片计算集群GPU计算集群高密度计算集群Physical&VirtualinfrastructureGird高性能分布式存储动态资源配置lMicrosoftcentosbfedoraHPC模块化服务产品总览应用调研售前方案默认情况下，联想产品提供3年、9x5、下一工作日支持。能够提供更高级别的支持，包括全天候支持以及联想的专业服务团队可以定制架构解决方案的完整“交钥匙安装”范围，并为安装的所有组件提供有价值的联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化0404联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化DIMM配置GPU卡主控/登录SR650V22x53183.84-CFD/显式FEA计算SD630V22x6348---SD630V22x63483842个2.5英寸480GB0.96-预处理/后处理SD630V22x6348384---SD630V22x5318--2台NVIDIATeslaA800SR650V22x53182个2.5英寸480GB0.96QuadroP6000SR6502x531810个3.5英寸6TB60-下表显示了推荐的附加/可选存储产品和解决方案。表2推荐的附加/可选存储产品和解决方案存储容量（TB）DSS-D2个SR6501xDE600060960DSS-G1001个SR650V2-8个2.5英寸800GBNVMe固态硬盘6.4DSS-G2012个SR65039.6DSS-G2202个SR6502xD3284-表3CFD和显式FEA应用的推荐架构#主/登录服务器1111#CFD/显式有限元分析计算服务器32228#预处理/后处理服务器1224#PNFS服务器（60TB存储容量）1111MellanoxInfiniBandHDR或英特尔®Omni-Path表4CFD和显式/隐式FEA应用的推荐架构#主/登录服务器1111#CFD/显式有限元分析计算服务器3822#隐式FEA计算服务器1368#预处理/后处理服务器-122#PNFS服务器（60TB存储容量）1111MellanoxInfiniBandHDR或英特尔®Omni-Path联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体05联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化◤方案概述随着“中国制造2025”国家计划的提出，中国制造业正缩短研发周期、降低研究成本、提高产品质量，具有十分重要的意义。具体到船舶、汽车、手机、机械等多个行业，其科研、生产广泛使用的仿真计算与设计平台建设存在以.传统“孤岛式”IT系统.大量使用桌面工作站，利用率低，投资大.各种信息系统独自建设，用户数据多点存放，不同系统间需要频繁切换.仿真计算、三维设计、研发流程脱节，使用不流畅.专业软件工具分散部署，低效使用，版本不统一.不利于协同研发的开展，管理维护也非常困难联想针对行业现状与痛点提出了“联想智算管理平台”联想针对行业现状与痛点提出了“联想智算管理平台”（“LenovoIntelligentComputingPlatform”，简称LICP）解决方案，为用户提供一站式业务平台，.简单方便的“一站式”应用平台，而非计算平台.直接从研发流程中调用资源进行仿真、设计、优化等工作.桌面轻量化，从工作站到瘦客户机.IT运维简化，桌面机零维护、零安装.研发工具软件标准化、云化、全面覆盖研发需求.复杂环境和网络条件下集中管理和使用.安全保密.图形服务器空闲时用于仿真计算，充分利用GPU卡的运算能力.仿真设计过程中的快速协同.更好的用户体验、尊重用户使用习惯.能适应向大数据和人工智能平台的扩展联想总结多年制造业HPC系统经验，致力于解决用户使用图形联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化◤方案内容PDMPDM前处理CAD建模模型修理网格生成后处理多目标、多学科优化(MDO)仿真计算定量分析可视化.HPC+HPG，高性能计算和高性能图形融合.涵盖数字化设计全流程.应用集中，客户机零安装、零维护，开机即用联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化仿真设计一体化高性能计算和高性能图形融合远程可视化资源管理与调度高速互联网络：InfiniBand、OmniPath、仿真设计一体化高性能计算和高性能图形融合远程可视化资源管理与调度高速互联网络：InfiniBand、OmniPath、Ethernet..监控统计分析PDMSDMTDM协同研发研发平台集成设计研发工具设计研发工具数据整合普通PC或瘦终瑞访问HPC应用门户应用门户安全管理安全管理联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化丰富可扩展的监控指标详尽的运维分析与资源计费新版三员管理规范U-Key集成多域认证安全审计密级管理基于WebDesktop理念的全新门户所有应用一站式访问强大的远程数据管理能力Windows/Linux多平台应用兼容可视化协同计算服务器和工作站集群融合调度仿真计算作业和远程设计任务统一复杂资源的管理无故障运行其中《联想资源管理和调度软件》可以选择其中《联想资源管理和调度软件》可以选择IBMSpectrumLSF联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化编译调试协同办公远程三维协同设计仿真一体机内部千兆管理网络图形服务器远程设计+GPU加速二合一LinuxLinuxWindowsServer200GbEDRIB交换机或者万兆交换机可配置计算和存储网络二合一仿真计算服务器编译调试协同办公远程三维协同设计仿真一体机内部千兆管理网络图形服务器远程设计+GPU加速二合一LinuxLinuxWindowsServer200GbEDRIB交换机或者万兆交换机可配置计算和存储网络二合一仿真计算服务器仿真计算仿真计算一个浏览器轻松搞定核心交换机到用户桌面防火墙封装多机冗余+负载均衡高速并行存储高速并行存储协同共享观察共享6使用实际许可证图形工作站调度0203许可证服务器Flexlm/Flexnet统一门户许可证调度2许可证申请31作业提交Licenserequest协同共享观察共享6使用实际许可证图形工作站调度0203许可证服务器Flexlm/Flexnet统一门户许可证调度2许可证申请31作业提交Licenserequest◤方案的特点仿真计算远程三维协同设计仿真计算任务请求调度分配三维桌面运行应用程序http://portal:8080/3d图形显示服务器资源调度主节点 工作站集群资源调度软件资源调度软件7图形显示可视化任务http://portal:8080/cloud/hpc4作业调度http://portal:8080/cloud/hpc5运行实际应用程序◤联想智算管理平台产品组成面向三维设计和仿真计算的一体化门户软件。支持基于浏览器的统一用户访问；支持应用计算过程可视化查看和交互；支持批量大文件上传下载；支持远程数据管理/作业管理/可视化任务远程可视化协同软件。支持远程三维/二维可视化协同设计；支持基于物理机技术的Linux/Windows远程三维可视化；支持图形服务器和显卡远程多人共享使用；支持远程桌面和远程应用两集群管理和任务调度软件。提供多种调度策略，实现负载均衡和资源使用优化；支持度管理和调度策略扩展；支持工作站集群和可视化任务的调度管理；支持许可证调度；支持CPU、集资源监控管理和智能化统计分析为一体的软件。具有完备的和可扩展的资源定义、监控等功能，包括硬件资源、操作系统、软件许可证资源、存储资源、网络资源、计算作业、可视化任务等；集群安全管理和控制软件。支持“三员管理”的分级保护机制；支持安全审计功能；支持统一用户身采用“WebDesktop”和微客户端的全新设计，实现高效、绝佳的用户体验；支持浏览器、桌面客户端、瘦客户机等多种访问方式，易拓展；实现高性能计算和三维设计任务与数据统一管理；具备强大的数据上传下载功能；支持应用管理和应用仓库用户可自行挑选使用不同应用；支持Web服务集群部署模式，实现HA联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化基于远程三维可视化技术，工程/工业设计人员和研究人员可从桌面终端远程使用数据中心高端图形工作站/服务器来进行高效协同设计。支持近乎本地的使用效果；先进的远程可视化技术，支持物理机和虚拟机，具备低延时、低带宽的特点，能应用于局域网和互联网环境；支持主流的OpenGL和Direct3D三维设计分析、前后处理、解释反演、平面设计和办公等软件；支持Linux和Windows版本的应用发布和桌面发布；支持多协同共享，提供观察和交货协同工作模式；适合小型工作室/会议室到大型企业设计/办公等多种场景。联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化CAD建模强大的云计算基础架构管理中间件，集资源管理和分布式应用调度为一体，能实现计算资源、图形资源、许CAD建模强大的云计算基础架构管理中间件，集资源管理和分布式应用调度为一体，能实现计算资源、图形资源、许安全访问管理授权和认证单点登录门户网站安全身份管理·策略·工作流·审计跟踪操作系统数据库安全审计WebApps企业用户目录安全访问管理授权和认证单点登录门户网站安全身份管理·策略·工作流·审计跟踪操作系统数据库安全审计WebApps企业用户目录集资源监控管理和智能化统一分析为一体，可监控、管理和分析网络上数十台到数千台不同操作系统的各类对联想智算管理平台进行统一用户身份认证、密级管理和全面的安全审计、控制以及权限分配管理。可实现Web授权基于角色的授权机制Web授权用户身份集合身份集合主动化管理专业应用专业应用用户信息同步B/S应用C/S应用联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化LDAPADLDAPAD.“三员管理”通过PAM实现节点的安全访问控制kerberos等联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化◤应用场景举例.汽车、轮胎等制造业的设计中心、研发中心.高校及科研院所的信息中心、网络中心、数字化中心凡涉及三维设计、高性能仿真计算及仿真设计一体化的业务◤方案优势.覆盖客户数字化设计全流程.解决现有的软硬件投资模式，共享经济、共享资源、充分利用最新的.自适应的仿真设计能力，减少无效工作，提高研.提供统一的集群资源管理功能，集中管理集群中所有的计算资源、存储资源和图形工作站资源，帮助用户实现最优的资源利用率和作业吞◤客户收益.提供数字化统一研发环境，帮助用户整合服务器、软件、存储资源池.支持Linux/Windows应用程序和全面协作型屏幕共享/控制的远程.通过OpenGL和DirectX为3D图形提供最新支持.使用简单易用的应用使用门户，提供保密相关的功能要求.提供IPT数字化协同设计团队IT环境支撑.全面的服务器端监控功能联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化CAE工作流程阶段及相关CAE工作流程阶段及相关联想一直为制造业的科研创新提供领先的新一代集群计算解决方案，已经帮助国内制造业众多细分行业如集成电路、船舶、工程机械、汽车高铁、生物制药、基因测序、新材料、智能化消费电子等国家战略新兴制造业企业构建世界级的HPC系统，支持制造业客户的产品研发的快速迭代。与此同时，联想针对国内数据中心平均PUE高达1.9的现状，推出一系列高效能水冷服务器以及配套解决方案，将传统数据机房PUE的电费，实现真正的绿色发展。在人工智能深度学习的计算领域，联想最新的温水冷却技术与英伟达最新安培架构的A800A800GPU和72颗270WCPU，单机柜提供了较强的计算能力，兼顾了CPU和GPU算力的均衡，从容应对更为复杂的算力需求环境。联想的高性能计算装机数量自2018年起至2023年连续11次，始终保持排名全球TOP500第一，在中国也连续荣登中国超算TOP100第一，国内制造业HPC市场份额第一。联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化◤客户背景中国钢研科技集团有限公司（简称中国钢研）是国务院国资委直接管理的中央企业，是我国冶金行业最大的综合性研究开发和高新技术产业化机构。中国钢研是国家首批103家创新型企业试点单位之一，是我国金属◤需求中国钢研随着其业务的发展，作为冶金行业新材料研发的核心科研领算平台），平台主要面向材料科学与工程、冶金工艺与工程、工业自动化与过程控制、分析测试技术与仪器等研发领域，开展材料科学计算、材料行为工艺模拟、高通量实验、数据库及大数据分析领域的数字化生态建设。这个平台需要满足材料在科研阶段的数据的最大价值的利用，兼顾研发数据支持不低于500人的平台用户访问，并能支持千◤解决方案本次超算方案包括了联想全系列的高密度服务器SD530、八路服务器SR950、两路机架服务器SR650、SR630、存储DE6000H、QM8790、网络交换机NE0152T等产品，同以及设计仿真一体化等软件产品，为客户提供了一套融合计算集群的完整解决方案。整个计算平台LinPack测试的平均计算效率不低于65%，能够完整实现大部分第一性原理软件及其他数据处理等软件所需要的底层需求。同时满足未来各种研发数据的大数据分析以及机器学习的需要，平台融合了大数据和AI的各种框架，同时能和已有的研发系统联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化以及业务流程紧密集成，统一门户，统一登录，按需计算，未来能够使得设计和仿真出来的研发数据逐步迭代成新的知识，帮助科研人员产生更多的洞察和创新想法，是一个真正的新技术赋能科研的智慧计算大脑。共享存储系统WAN监控管理网络监控管理/登录节点集群用户和系统管理员联想LICO核心交换机共享存储系统WAN监控管理网络监控管理/登录节点集群用户和系统管理员联想LICO核心交换机集群用户以太网交换机计算网络交换机存储I/O节点计算网络交换机计算节点本地控制台计算节点KVM交换机◤方案特点目前中国钢研仿真计算团队大多使用工作站或者小规模的集群设备，部分使用Linux，也有使用Windiows操作系统。新平台的搭建，使总体软硬件实现无缝衔接，新平台提供统一的高性能计算任务数据上传、下载访问接口，和原有资源调度系统无缝整合，此次联想HPC方案，选用高性能的处理器作为计算资源的基础，高即便是能够在较大数量处理器上运行的应用，在100个高性能处理器和在100个低性的经验，在大型高性能计算机中心的运行中，能源消耗将是最大的开销，因此联想在方案中推荐选用功耗较低的硬件设备，而且配置先进的管理工具来合理的监视和控制联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化◤客户需求计算作业由原来的每周约20个计算任务，提升到现在每周至少100个计算用，导致本地化的IT服务响应时间无其他任务无法及时提交，但是实际上大部分的工作站利用率通常低于10%。由于被个人占用，资源无法物尽其用，联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化办公楼局域网用户12GSAS千兆以太网IB网格INTERNET网络管理节点SR650+P6000GPU登录节点SR650INTERNET及专网用户防火墙/VPN办公楼局域网用户12GSAS千兆以太网IB网格INTERNET网络管理节点SR650+P6000GPU登录节点SR650INTERNET及专网用户防火墙/VPN◤解决方案高性能计算多年来一直是科技综合实力竞争的至高点，也在一定程度上反映了各大服务器厂商系统研发方面的实力。作为行业的技术领先者，联想公司在这一领域积累了长达20年的丰厚经验，并在关键技术领域不联想高性能计算提供的产品包括联想Flex刀片系统，SN550计算刀片，SN850胖刀片，DSS-G分布式存某大型制造企业超级计算中心LenovoFlex刀片计算10片SN550节点及1片SN850胖刀片计算节点刀片机箱内置IB交换模块刀片机箱内置以太网交换模块提供每秒约27.9万亿次计算能力园区核心网络GPFS存储I/O节点SR650存储I/O节点SR650并行存储系统提供约120TB存储能力，约10GB读写带宽◤方案特点.软硬一体化方案，软硬件统一交付，并且由联想提供全程服务，仿真用户只需使用专业软件即可，无需担心使用习惯改变；.所有交换设备全部在刀片机箱内嵌，集约度更高，管理更方便；.联想专业的HPC实施团队人员，帮助客户优化应用软件计算模块，加联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化数字化仿真平台助力汽车研发◤客户需求SUVSUV和皮卡制造企业，同时开发十余个车型。在汽车的设计、生产等环节，多条生产线的同时发力对工作效率提出了更高要求。为了保障研发与生产的效率，如何提高CAE应用LS-DYNA和StarCD-如何提高CAE应用运行规模和效率问题亟待解决。而这需要一套运行稳定、性能优异◤解决方案部门公用新平台的特点，在2台Flex刀了6台Systemx3650M5，其中2台作为I/O节点、2台作为离散节点，最后2台作为后处理节点。在设计中，联想采用了指定优先级的策略，实错设计。单个处理器或内存的故障不会影响该节点的运行，一个节点的故障也不会影响整个系统的运行。即使出现系统或电源故障，带有日志的文件系统也可以保证自身不被破坏；另一方面，它还可以根据企业应用需要同时，联想HPC拥有的专业调度软件PlatformHPC可将不同作业分配到不同节点上，保证多个作业同时提交时的高效有序运行，并支持图形化界面。该作业调度系统可以智能调度计算资源，充分发挥计算平台的计算进程并行（MPI）及混合模式等多种并行技术，并不断采纳新技术标准、◤方案特点.强大的售后服务体系+众多专业资源支持，提供完整的认证资格培训服务。优秀的团.从前端到后端的完备保障，高效的计算红利；.采用指定优先级的策略，实现资源最大限度的利用；.冗余与容错设计保障大规模计算集群长时间无故障；.专业调度软件保证多个作业同时提交时的高效有序运行；.支持多种并行技术，并不断采纳新技术标准、不停发展这些软件，为HPC集群的运维.帮助客户实现资源最大限度的利用，保障研发与生产的效率；.强大的售后服务体系+众多支持CAE应用与开发的Lenovo高级专家、支持HPC联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化0707联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化CPUCPUSKUPerformanceRelativePerformanceBase=Intel®8360YRelativePerformanceBase=AMD7773XSpecFPSpecHPCTinySpecFPSpecHPCTinySpecFPSpecHPCTinyIntel®83804354.490.640.87Intel®8360Y1.001.000.600.80Intel®8352Y0.930.950.560.76Intel®63462.920.710.710.430.57AMD7773X6831.001.00AMD77135990.880.93Intel®8380(40c,2.3GHz,60MBL3,270W)Intel®8360Y(36c,2.4GHz,54MBL3,250W)Intel®8352Y(32c,2.2GHz,48MBL3,205W)Intel®6346(16c,3.1GHz,36MBL3,205W)AMD7773X(64c,2.2GHz,768MBL3,280W)AMD7713(64c,2.0GHz,128MBL3,225W)CategoryApplicationVersion#CategoryApplicationVersion#InputKernelIntel®PS2020VendorOptimizedSTREAMTriadCAEDassaultSystemesAbaqus2021CarWheelAnsysCFX2022.1Airfoil100MAnsysFluent2022.1Sedan4MTruck14MAnsysLS-DYNA3CarsCar2CarMSCNastran2022.1SOL103OpenFOAM2012Motorbike34MSiemensSTAR-CCM+16.06.008LeMansCar9MBiologyGromacs2020.1ArcherLargeLignocelluloseLAMMPS24Dec2020LJ535KAtomsNAMDAPOA1STMVChemistryABINITGSAUCP2KDFTMILCQERRTWWeather/ClimateMOM5WRF4.2.1Networkb_eff3.6OSU5.9Pt2Pt,Collectives联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化Intel®XeonIntel®Xeon®IceLakeAMDEPYCMilan/Milan-X#CoresUpto40Upto64TDPUpto270Upto2804.04.0DRAMDDR43200MHzDDR43200MHz#MemoryChannels88L3Cache(MB)Upto60Upto256Milan,Upto768Milan-XAVX-512CapableNo联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化以下测试数据是2019以下测试数据是2019应用性能数据在以下FEA和CFD应用中•DassaultSystèmes的ABAQUS统一FEA–SIMULIA•ANSYS的FLUENT•利弗莫尔软件技术公司的LS-DYNA•MSCNastran•OpenFOAM•西门子的STAR-CCM+•ThinkSystemSD630服务器•分布式存储解决方案DSS-G260•互连-MellanoxInfiniBandEDR对于以下部分中的大多数基准分析，有三•性能比较-按内核•性价比比较联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化收集每个基准运行时间的倒数，然后由性能最低的服务器进行标准化，以计算性能系数。较高的性能因子值与较高的性能相关。成本-性能系数的计算方法是，将每个基准的运行时间乘以服务器的成本，然后用具有最低值的服务器进行标准化。就成本和性能而言，较高的成本-性能因子值与更高效的解决方案相关。成本/content/www/us/en/products/processors/xeon/scalable.html成本性能分析中使用的NVIDIATeslaA800PCI-E16GBGPU的成本数据来自截至2019年3月13日的/PNY-TCSA800MPCIE-PB-Nvidia-Tesla-A800/dp/B076P84525#核心#线程基频（GHz）最大Turbo频率上止点（W）242.63.7613483.23.7243.03.7322.63.7614820402.43.724483.7205联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化ABAQUSUnifiedFEA是DassaultSystèmesSimulia的FEA和CAE软件•ABAQUS/Standard，一种采用隐式积分方案的通用有限元分析器。•ABAQUS/Explicit是一种专用的有限元分析软件，它采用显式积分格式来求解在瞬态载荷作用下具有许多复杂•ABAQUSMultiphysics，包括CFD、结构声学、热和电磁分析软件。ABAQUS许可基于内核数量和图形用户界面（GUI）。在基准分析中使用了ABAQUSV2017。可扩展处理器类型的ThinkSystemSD630V2服务器上运行。ScalableGold5318处理器和一个NVIDIATeslaA800PCI-E16GBGPU的ThinkSystemSD630V2服务器上运行。计算在CPU和GPU上执行。联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化ABAQUS/标准S6基准的ABAQUS/标准S6基准的.为了获得更好的性能吞吐量和效率，.英特尔®至强®可扩展金牌6348处理器是性能和成本效益的最佳选择。英特尔®至强®可扩展金牌6348处.S6示例-轮胎印迹.150K六面体单元.730K自由度（DOF5次迭代.确定汽车轮胎接地印痕的强非线性静态分析图3ABAQUS/StandardS6基准测试–按内核进行性能比较联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化图4ABAQUS/StandardS6基准测试-性价比比较图2ABAQUS/StandardS6基准测试-按节点的性能比较PerformanceComparison-ByNode--PerformanceComparison-ByCoreCost-PerformanceComparison----.E6示例-同心球.244k个六面体单元PerformanceComparison-ByNode图.E6示例-同心球.244k个六面体单元PerformanceComparison-ByNode图5ABAQUS/ExplicitE6基准测试–按节点的性能比较PerformanceComparison-ByCore图6ABAQUS/ExplicitE6基准测试–核心性能比较Cost-PerformanceComparison图7ABAQUS/ExplicitE6基准测试-性价比比较联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化----ABAQUS/ExplicitE6基准.很好地扩展到96个核心。数量最多（24个内核/插槽），并且），器是性能和成本效益的最佳选择。.请注意，此基准测试是相对较小的模型大小，GPU的影响将随模型大小S4B标准基准详细信息：.S4B示例-发动机缸体PerformanceComparison-ByNode---图8ABAQUS/StandardS4B基准测试–按节点的CPU/GPU性能比较Cost-PerformanceComparison---图9ABAQUS/StandardS4B基准测试–CPU/GPU性价比比较联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化ANSYSFluentANSYSFLUENT是一个多物理CFD模拟软件包，包含预处理和后处理工具。它包含广泛的物理建模功能，用于模拟工业应用中的流动、湍流、传热和反应――从飞机机翼上的气流到熔炉中的燃烧，从鼓泡塔到石油平台，从血液流动到半导体制造，从洁净室设计到废水处理厂。Fluent许可基于内核和GUI的数量。基准分析采用ANSYSFLUENTV18.02。都在包含各种英特尔®至强®可扩展处理器类型的ThinkSystemSD630V2联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化来自FluentSedan基准测.由于此Fluent基准测试可以很好地扩展到多个内核，因此在测试的处8168处理器具有最高的每插槽核心数（24个核心/插槽）以及高基本频.英特尔®至强®可扩展金牌6348处理器是性能和成本效益的最佳选择。PerformanceComparison-ByNode----图10FluentSedan基准测试-按节点的性能比较PerformanceComparison-ByCoreCost-PerformanceComparison---图12FluentSedan基准测试-成本-性能比较联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化PerformanceComparison-ByNode---图13Fluent卡车基准测试-按节点进PerformanceComparison-ByCore图14Fluent卡车基准测试-核心性能比较Cost-PerformanceComparison--联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化FluentTruck基准的观察PerformanceComparison-ByNode图16FluentF1Racecar基准测试-PerformanceComparison-ByNode图16FluentF1Racecar基准测试-PerformanceComparison-ByCoreCost-PerformanceComparison联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化----.英特尔®至强®可扩展金牌6348处LS-DYNA是一个通用的FEA多物理模拟程序，能够模拟复杂的真实世界问题，由LivermoreSoftwareTechnologyCorporation开发。它用于汽车、建筑、LS-DYNA许可基于核心数量。在基准分析中使用LS-DYNAV10.1.0。运行了两个基准：三车碰撞称为3CAR，两车碰撞称为CAR2CAR。每个基准测试都在包含各种英特尔®至强®可扩展处理器类型的ThinkSystemSD630V2服联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化3CAR基准测试模拟了一辆小型车被一辆货车从后面撞上，PerformanceComparison-ByNode3CAR基准测试模拟了一辆小型车被一辆货车从后面撞上，PerformanceComparison-ByNode图19LS-DYNA3CAR基准测试-节点性能比较PerformanceComparison-ByCore图20LS-DYNA3CAR基准测试-核心性能比较Cost-PerformanceComparison图21LS-DYNA3CAR基准测试-性价比比较联想高性能计算面向制造业设计仿真计算一体化----.很好地扩展到96个核心。扩展金牌6148处理器的每插槽核心数最高（20个核心/插槽是性能器是性能和成本效益的最佳选择。Car2Car基准测试分别模拟了初始速度为15.64m/s和PerformanceComparison-ByNodeCar2Car基准