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四核CPU,超前消费还是量入为出?

发表时间:2009/10/30 e-works王阳 来源:e-works
为了探寻日前多核CPU对3D CAD\CAE运算效率的提升,e-works近期策划了主题为“四核CPU,超前消费还是量入为出”的专题研讨,采访了活跃在中国市场的主流3D CAD和CAE主流厂商,了解它们提供的3D CAD\CAE软件对于多核技术的支持,并调研了部分企业的应用情况。在仔细分析大量观点、查阅相关资料的基础上,形成本报告,力求从中正、客观、全面的角度反映“四核CPU对3D CAD\CAE运算效率”的关系。

第三部分 四核CPU技术在制造企业的拓展应用

    因为种种原因,四核CPU技术在现阶段并没有如同双核诞生之时那般地发展迅速,对于看重实际效用的制造企业来说,只有物超所值的时候,他们才会购买。但其实,除了真正意思上购买多核CPU来升级企业的硬件,还有许多其他的应用模式,同样可以为企业带来价值。

    在此也探讨一下多核CPU技术在制造企业的拓展应用。

    1 多图形工作站搭建“HPC集群”

    首先,对于具备CAD设计室或CAE研究室的企业来说,通常会有数台图形工作站或者一般性能的PC。对于这些工作组级的PC,微软新推出的Windows HPC 2008操作系统,提供了一种将它们并行起来的方式:白天,不同的工程师们仍然可以按照惯例使用自己的电脑进行各自设计、分析工作;晚上,通过图形工作站上的Windows HPC 2008操作系统实现链接,组成一个小型的拓扑网络,计算某些需要高性能服务器才能完成的工作。(如图15所示)

图15 多图形工作站构建的HPC集群

    简单来说,这是一种整合有限的计算资源、让其发挥更大效用的一种方式,也是一种变相地实现多CPU运算的方式。对于一些承担不起高性能HPC集群或者并不常用到大型计算的企业来说,不失为一种省钱却能解决问题的有效途径。

    如今,工程仿真问题可能涉及整个系统,这意味着产品开发团队获得更加详细的几何结构和考虑所有CAD组件的时候,建立的模型会越来越大。此外,对复杂物理现象高保真再现——包括对湍流、空气声学、振动和多物理场的处理——也显著提高了对工程仿真计算能力的要求。因此,HPC系统就显得至关重要,它能够提供建立大型模型时所需的能力,满足工程决策时对开发时间提出的要求,在几天甚至几小时内就能完成以前需数周甚至数月才能完成的任务。

    当然,通过多图形工作站搭建的HPC集群,需要一种专用的高速低延迟网络,才能保证数台计算机之间的数据畅通。这也是搭建HPC集群唯一也是较大的瓶颈。

    2 发展中低端超算中心

    除了搭建企业自己的HPC集群这种模式,很多中小型企业也可以通过租用计算平台的方式来完成计算任务,尽管企业自身没有多核CPU平台,却可以享用到多核CPU带来的效率提升。

    比较典型的有上海超算中心,即使对于有独立HPC服务器的大型企业来说,如果要完成超出企业自己HPC服务器所能及的工作任务时,就必须租用功能更加强大的超算中心来完成了。但是,上海超算中心峰值速度超过10万亿次/秒的“曙光4000A”高性能计算机,对于绝大多数的企业来说,并无用武之地,也着实不需要。所以,发展更多的中低端超算中心,提供给企业、研究所来处理大型计算工作,也不失为一种可行的方式。

    其实,在国内已经有类似先例,譬如西安超算所,作为西北地区一家专门从事高性能计算的单位,就提供TYAN的刀片集群及各种专业工作站、服务器,相比大型超算中心而言,TYAN的配置并不足以令人瞠目结舌,却能运行大多数计算项目。

    据西安超算所的一个工程师介绍,他们在TYAN上配置了目前的绝大多数企业级大型通用有限元商业软件,如:NASTRAN,ASKA,SAP,ANSYS,MARC,ABAQUS,JIFEX等等。这些软件遍布机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源等各个行业的应用,因此也可以帮助企业完成一些大型的计算项目。

表4 TYAN FX71 刀片配置

    3 构建企业的“云计算”

    从云计算概念推广以来,虽然在其发展过程中有非常多的瓶颈和障碍,但不可否认给企业级应用提供了很多借鉴的方向。譬如,搭建大型集团企业的“私有云”和工业园区的“公共云”。

    中国很多军工、航天航空、船舶制造业,都以“集团”的形式呈现。同一集团的不同研究部门、研究院所,往往分开升级硬件配置或分别购买软件产品,对于高端的软硬件设备,实际的利用率并不高,这就造成了一定程度的资源浪费。在云计算技术逐渐成熟的前提下,如果可以构建集团的“私有云”,在集团范围内共享计算资源,不仅节省了资源,还可以在同等支出的情况下,购买更加高配置的硬件和软件产品,满足更多计算项目的需求。

    另外,对于在中国不断发展起来的工业园区(譬如:苏州工业园、重庆永川工业园区、浙江嘉善姚庄工业园区、上海南汇工业园区等等),也可以建立园区内的“公共云”,结合园区内企业特点,提供相应的大型“云计算”平台。

    今年,安世亚太推出的“研发云计算”正是借鉴于此,目前已经与合作伙伴策划和搭建了有益于企业大型计算任务的“云计算”平台。尽管这种模式只是一种狭义的“云计算”,却为企业提供了一种应用多核CPU技术的延伸模式。

    诸如集团企业的“私有云”和工业园区的“公共云”,还可以按行业划分实现具有行业特色的“行业云”等等。

结语

    综合上述分析:企业一方面面对日趋复杂的产品设计及业务量的提升,导致数据量的处理日益庞大;另一方面软件功能不断升级,这就要求更高配的硬件平台来支撑更加强大的功能;第三方面,四核CPU的价格逐渐走低,用户的接纳程度越来越高。

    目前四核CPU的普及正经历着几年前双核CPU所走的路,尽管四核CPU在制造业企业3D CAD\CAE应用中的普及过程更为缓慢,但毋庸置疑的是,四核CPU的应用会随着企业需求、价格拐点等因素逐渐普及。

    作为不同解决方案的提供商来说,Intel也好、AMD也好,3D CAD\CAE软件供应商也好,要不断地更新和丰富自身的技术,以提供更加快速、高效的利器;而作为企业来说,更重要的是认清这些技术给自己带来的价值,当这些技术的确可以为企业带来物超所值的价值时,企业就可以考虑“量入为出”的投入了,而不再是“超前消费”。

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责任编辑:黄菊锋