高投入高产出
高性能计算投入巨大,但是受益多少却与企业业务性质密切相关。对产品研发依赖于科学计算的业务来说,高性能计算可谓“高投入,高产出”。
传统的飞行器设计通过“风洞实验”,模拟飞机在空中飞行的环境,这需要逾亿元的费用。通过高性能计算所花的设计成本可能还不到传统飞机设计费用的零头。上海飞机设计研究所是我国新支线民用喷气飞机总体研发单位,该研究所空气动力学设计分析主管张淼告诉记者,3年来,他们大量的飞机设计工作都在上海超算中心完成,通过计算直接对数值模型进行修改,从而减少原型机试验,不仅研发周期缩短了,研发费用也大幅下降。
汽车制造也同样如此,目前大部分设计工作都在计算机中完成。比如利用高性能计算进行碰撞试验,不仅可以看到每一个位置的碰撞信息,还可以反复观看、找出问题所在,这在普通的试验中是很难做到的。
延锋伟世通汽车饰件系统有限公司(下称“延峰伟世通公司”)是一家主要生产汽车装饰件、座椅、顶篷、保险杠等非金属件的企业。公司技术中心 CAE部经理谢硕说:“客户经常是给我们一个概念,告诉我们需要开发一款什么样的产品,面向什么样的群体。我们就负责把客户的这些需求转化为图纸,变成效果图,然后进行验证,最后开模。在这个过程中,高性能计算起到了非常重要的作用。”
谢硕解释说,每一种饰件的设计都要考虑到对车内温度、压力以及通风的影响,所以需要对饰件进行计算模拟。比如设计车内空调,就要计算管道分布、出风口的位置等。考虑到安全,还要进行大量的碰撞模拟。有了高性能计算,就大大加快了研发速度。
高性能计算的商业价值也同样体现在医药研制和筛选博士中。中国科学院上海药物研究所目前正在加紧研制防治禽流感的药物。上海药物研究所药物测试与发现中心的于坤千介绍说,通过高性能计算,目前上海药物研究所已经从数据库中的60万??70万个小分子化合物中初步筛选出300??400个有活性的小分子,接下来他们只要购买这300??400个小分子进行实验。于坤千说:“以前没有应用高性能计算,把100万个小分子库筛选一遍,需要1年多时间,现在半个月到1个月就可以完成。”据了解,现在90%以上的新药研制都是通过高性能计算完成的。
购买还是租用
虽然高性能计算对商业企业越来越重要,但很多企业并不愿意把数据放到公用的平台上。除了数据安全和商业机密的考虑外,商业企业也希望在应用时能“机器等人”,而不是在公共计算平台上的“人等机器”。沃马克认为,企业自购会成为一个重要的方式。
作为中国石油天然气集团公司下属的一家提供石油勘探、海量数据处理等服务的公司,中国东方物探公司被冠以“找油先锋”的美称。由于计算任务非常巨大,这家公司选择了自己购买机器和软件来满足计算需求,并且购买了具有4.2万亿次峰值计算能力的曙光4000L计算机,用于对勘探石油的资料进行计算和分析。
但不是所有有计算需求的企业都有能力自购超级计算设备,于是公共计算平台应运而生。北京有中国科学院网络计算中心,主要面向科研单位提供高性能计算服务。上海超算中心除拥有峰值计算能力每秒11万亿次的高性能计算机,还配备了广泛应用于工程计算的大规模商业软件,定位为公共计算平台,为那些有计算需求的企业提供计算能力。曙光公司的曹振南说:“从节省资源、信息共享的角度看,超级计算中心的模式应该是比较理想的。”
目前,上海超算中心正在建设主要面向汽车、飞机和船舶设计的专业综合服务平台。上海超算中心副主任王普勇表示,高性能计算机作为工具,应该便于使用,建立超算中心,就是为了让用户更好地发挥专业优势,使计算机的使用更加简单。
袁联生是中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院南京石油物探研究所处理解释中心的主任,他认为,因为公共计算平台存在数据传输和安全的问题,并且没有优先使用的权利,所以企业如果有大量计算需求,自建计算中心相对更合算。但多数企业的计算需求并不像中国东方物探公司那么大,即使自建计算中心,投入规模也不会太大。一旦遇到计算高峰或者时间紧急的情况下,也可以借助公共计算平台超级计算中心。南京石油物探研究院有一次应标,20天内要拿出计算结果。袁联生就跑到上海超算中心,租用了1,000多个CPU,1周后完成了计算任务。