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高性能计算不是别人家的HPC 长城汽车用它来加速新车型研发

责任编辑:jcao 作者:曹建菊 |来源:企业网D1Net  2018-09-12 15:08:04 本文摘自:企业网D1Net

高性能计算(HPC)一直显得有些高大上!“高性能计算就是利用先进的计算能力去理解和解决复杂问题”,美国总统信息顾问委员会报告里的一句话,更让HPC罩上了神秘与前沿光环。而国人对HPC的印象总是局限于TOP100高性能计算排行榜和世界TOP500排行榜的争夺上,再深入了解一点的便是困惑TOP100与TOP500为何排名还总不一样?

当然,解惑这类问题并不是笔者的初衷。对高大上技术的热爱,就貌似看“别人家孩子”的盲从,总觉得别人家孩子怎么那么优秀,那么听话,那么讲礼貌,那么多才多艺……HPC怎么那么高大上,它除了用于海洋、勘探、天气预报、科研等这些领域,企业级业务该如何使用?

近期,企业网D1Net记者在“2018联想超算”大会上,采访到长城汽车IT管理本部系统科负责人林海鑫先生,共同探讨了HPC在企业级应用的前景以及应用难点、困惑与经验。

上图为:长城汽车IT管理本部林海鑫

数字化转型是传统企业下一阶段面临的必经之路

长城汽车股份有限公司是全球知名的SUV制造企业,于2003年、2011年分别在香港H股和国内A股上市,截止2017年底资产总计达1105.47亿元。长城汽车总部坐落于河北省保定市,是A股和港股同时上市企业,也是中国最大的SUV生产企业,连续4年保持了SUV销售第一,19年保持皮卡占有率和销量第一,目前产品销往全球128个国家和地区,2017年累计销售107万辆。

长城汽车秉承“每天进步一点点”的企业理念,拥有先进的企业文化和管理团队,创建了独具特色的经营和管理模式,经营质量在国内汽车行业首屈一指。

目前,旗下拥有哈弗、长城、WEY和欧拉四个品牌,产品涵盖SUV、轿车、皮卡三大品类,拥有四个整车生产基地,具备发动机、变速器等核心零部件的自主配套能力,下属控股子公司40余家,员工7万余人。

长城汽车的经营目标是到2020年积极拓展新能源及后市场业务,成为全球销量第一的专业SUV品牌,并打造用户满意度第一,经销商、供应商满意度第一的一家汽车企业。

显然,长城汽车作为中国的一个自主品牌,能有今天这个成绩,应该说相当不易。但企业发展必须要有后劲,林海鑫说:“数字化转型是传统企业下一阶段面临的必经之路。构建行业领先的应用系统,打造智慧的长城,增强企业竞争优势,是摆在我们面前的一个迫不及待的问题。智慧的长城汽车包括智慧的产品、智慧的研发、智慧的制造等等。而在这里,最核心的一个问题是智慧的研发。”

长城汽车:亟须解决研发资源与业务需求的矛盾

据林海鑫介绍:长城汽车这几年秉持对研发的过渡投入政策,在全球建立了研发中心,包括奥地利、德国、美国的底特律、日本、韩国、印度等地,均打造了研发中心,同时也大批量地招聘了全球科研专家,比如电动以及新能源领域,在短短的几个月时间里,长城汽车迎来了200多名外籍专家的加入。随着专家的人数越来越多,对研发提出的要求也越来越多。因此,长城汽车 IT面临最大的问题是如何应对大家对研发资源的满足上。

如何满足这么多的研发需求?林海鑫在探索相关的解决方案后,给出的最终答案是建设HPC。

HPC带给长城汽车的三重价值

首先,提升了长城汽车的研发能力。比如:汽车在上市之前都要经过安全认证,三星级、四星级、五星级各种认证方式,传统的认证需要用实车不断地做碰撞,正碰、侧碰、各种角度碰撞,以证明其安全性,因而导致停车场里总有大批量撞坏的车一直在那放着,只能等待报废。其原因是以前的研发能力无法保证其精度,通过部署HPC后,HPC对研发能力的提升起到了非常显著的作用,既提高了计算的精度,也缩短了计算的时间,可直接支持研发战略落地,通过充分识别研发风险及问题,把问题前置。现在,长城汽车已经很少有撞坏的车,只需要在上市之前做实物的碰撞,直接做认证就可以了。

再比如对NVH也就是汽车噪声的控制研发,以前消费者对自主品牌汽车的感觉是开一段时间后噪声便会变得特别严重,一开空调嗡嗡嗡作响,造成这种现象的原因是风阻大于60以后,风噪会对汽车产生比较大的影响。以前需要等风来之后研究风噪的影响,而HPC则可以完全模拟上述运算,这个技术在WEY品牌上得到了充分使用,很多人对WEY的评价是“仿佛进入了一个独立的空间非常安静”,此外,针对风阻这块HPC也做出了计算,实践证明对油耗有很明显的改观。

其次,降低了总体应用成本。通过采用并行计算的方式,可以提高系统的计算能力,集中存放和管理,降低单台工作站的采购数量,降低运维成本。同时充分利用硬件资源,降低能源消耗。林海鑫强调:“这里有一个误区,有了HPC高性能系统之后,并不是说所有的工作站都不买了,因为前后处理还是需要工程师由电脑去做,高性能计算只是解决了高配的工作站问题。”

第三,计算能源共享。以前,长城汽车的几十家单位均是各自为政,自己家买自己家的,软件也是各自部署,这样的方式造成了很大的资源浪费。通过部署HPC,实现了硬件跟软件的授权,让资源统一调度分配,解决了各单位分散购买,不能共享的问题。另外,资源按需分配,对用户来说相当于一个小型的应用,特别方便。

长城汽车走过的HPC曲折路

回顾HPC的建设历程,林海鑫用了两个字来表达:艰辛。

众所周知:HPC投资大,技术复杂,涉及面广。因此,长城汽车首先确立了HPC的建设原则是:稳定、可扩展、可兼容,先把基础架构搭起来后期再逐步扩展的原则。其步骤是:

首先,长城汽车邀请了国际知名的硬件厂商来做交流,但硬件厂商交流的内容是架构、是硬件。但具体到该怎么建?建什么规模等问题时,他们告诉林海鑫“你得主要参考软件,因为不同的软件对硬件、对中间调度的需求是不一样的,各种显性和隐性的条件是很复杂的。”

第二步长城汽车找到了软件厂家,但软件厂家给林海鑫说了很多很炫的理念,问软件厂家到底应该怎么建时,软件厂家说“你们问问硬件厂家,因为中间有一个调度层和并行层”。

第三步,长城汽车最后又找到了中间层,他们又告诉林海鑫,调度和排队都需要。但被问到应该怎么建HPC,中间层方案说“你得问问硬件和软件。”

HPC四种能力:底层硬件能力+中间调度运行能力+应用软件能力+专家团队能力

最后,还是通过好多轮的交流,林海鑫发现这三个方面HPC都离不开。通过梳理,对HPC的要求是既需要具备底层的标准硬件,还需要具备中间的调度和运行,同时还需要了解应用软件的专家团队,这支团队需要较强的技术能力。事实证明,长城汽车在后期部署上线应用软件的时候,的确遇到了应用软件厂家搞不定的情况,而最终依靠HPC的技术专家解决。

长城汽车HPC项目第一期于2014年底上线,后期又进行了第二期、第三期。长城汽车计算资源的发展史从2000年左右开始,组建了第一个仿真研发集群; 2005年用16台塔式服务器搭起了一个新的集群,直至2015年光荣下岗。2016年长城汽车进行了第一次集群升级,2018年进行了第二次集群升级。升级后,长城汽车HPC集群在碰撞和研发仿真方面,计算能力平均提升可以达到4倍,单日作业量提高6倍,研发速度能整体提高3倍。在流体研发仿真方面,计算能力平均提升2到6.3倍,较以往单机计算有了根本性改变,极大地提升了产品研发的周期,简化了日常管理和运行维护的工作。

据了解,长城汽车HPC平台上应用的车型基本上包含了长城的全系,哈弗、H系、最新发布的F系轿车以及WEY豪华品牌,甚至是未来长城汽车跟宝马的合资光束,还有XEV这种清洁能源汽车等,都是利用联想HPC平台在研发。

HPC的选型策略

林海鑫在接受采访时谈到, HPC投资大,技术复杂,涉及面广,选型困难,我们在造型过程中也异常慎重。HPC解决方案商既需要具备底层的标准硬件,还需要具备中间的调度和运行,同时还需要了解应用软件的专家团队,这支团队需要较强的技术能力。而选用联想HPC平台,原因有三:

第一,联想有一个完整的体系,从硬件到中间的并行调度到技术团队对应用软件的把控跟能力都比较完整。

第二,联想的技术团队很强。

第三,联想是商业化运行的企业,对我们而言有信誉。

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