基于第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器运行经过优化、可快速部署的面向仿真和建模的 HPC 集群，提高竞争力和生产效率。
执行概要
在日益激烈的竞争环境中，高性能计算 (HPC) 仿真和建模将成为生产和研究型企业取得成功的关键。许多 HPC 应用能够用于探索设计参数、降低原型成本、更快地生产出经过优化的产品。此外，许多应用还能在被配置为一个大型单元（即 HPC 集群）的多台机器间分配计算任务。
与使用单个系统处理仿真工作负载相比，HPC 集群可作为一项可扩展的资源，加速结果的达成、提高模型精度，最终提高生产效率。但许多企业和机构尚不具备所需的技能或专业知识，无力部署和维护用于仿真和建模工作负载的可扩展 HPC 集群。构建 HPC 集群时，不仅要选择合适的处理器、内核数量和内存，还要考虑存储、远程可视化、作业调度和工作负载管理软件。此外，集成硬件和软件以满足仿真和建模应用的要求是一项复杂的工作。最后，企业可能需要花费数周或更长时间来研究和组装解决方案所需的组件。
面向仿真和建模的英特尔® 精选解决方案为企业提供了一种更简单的方法和能够快速部署的基础设施，可帮助购买者大幅降低复杂性。这些解决方案使用英特尔® HPC 平台规范中定义的标准化方法，为常见的仿真与建模应用提供经过验证的互操作性。另外，面向仿真和建模的英特尔® 精选解决方案还必须满足或超过扩展集群性能所需的特性和性能阈值。精选解决方案若冠以英特尔之名，则表明其已达到相关条件，并可随时部署使用。这些预配置的解决方案经过优化，可利用第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器来处理要求苛刻的工作负载并增强可扩展性。
面向仿真和建模的英特尔® 精选解决方案
英特尔® 精选解决方案采用第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器、英特尔® 以太网网络适配器及其他英特尔® 技术为部署 HPC 提供支持。
- 兼容 HPC 应用
- 经验证的设计简化了部署
- 高性能英特尔® 技术
- 按照特定阈值提供经优化的性能
业务挑战
到 2026 年，全球计算机辅助工程行业市值预计将达到 87 亿美元1。但要在这个不断增长的市场立足，制造商需要更快地将优质的创新产品推向市场，同时降低总体拥有成本 (TCO)。现代 HPC 工作负载动辄就会用到由数百万个元素组成的复杂模型，因此对算力有着极高的需求。但是对于不同的工作负载， 衡量“性能”的方式也有所不同。例如，某些工作负载可能受益于吞吐量的直接提高，而其他工作负载则对单核性能更敏感。不过，硬件并不是唯一的考量。在计算资源之上运行的软件对于实现性能和 TCO 目标同样起着重要作用。使用合适的作业调度和工作负载管理软件，同时控制好软件许可成本，对于构建高效的 HPC 集群至关重要。
解决方案价值
面向仿真和建模的英特尔® 精选解决方案将第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器和其他英特尔® 技术与历经考验的架构结合在一起，是经过预先验证和测试的出色解决方案。这些解决方案有助于减少 HPC 集群的构建时间和成本，并可为仿真和建模工作负载提供更好的性能。客户使用英特尔® 精选解决方案后， 可以在一个系统上既进行仿真又进行建模，因此有利于降低总硬件成本。
这些解决方案使用英特尔® HPC 平台规范中定义的方法提供与仿真和建模领域常见应用（例如英特尔® HPC 应用目录中的应用）的互操作性，并且已得到验证。英特尔® 精选解决方案可以轻松部署在本地和云端。因此，终端用户可以相信，无论自己位于何处，都能获得同等的可预测和可扩展的性能。
英特尔开发的开源库已针对英特尔® 处理器中的并行处理架构进行了优化，用以提高性能。它们还可以实现可视化，生动展现复杂且庞大的数据集和高保真图像，以快速获得更深入的科学和工业洞察。
解决方案的优势
- 能够利用工作站之外的更多算力，以更多几何细节解决更大的仿真问题，并能够整合复杂的物理元素。
- 能够扩展每秒需要进行数十亿次计算的复杂现代分析问题集。
- 可规避常见障碍，包括硬件限制和系统瓶颈，避免规模更大、复杂程度更高的仿真运算出现性能降级。
解决方案的架构优势
面向仿真和建模的英特尔® 精选解决方案同时采用了英特尔多项硬件创新技术，具有出色的性能和可扩展性。解决方案提供一站式基础设施，实现了软硬件结合并且具有端到端管理功能，可覆盖本地、公有云和边缘。
英特尔® 精选解决方案的设计采用的是基于第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器的高性能可扩展集群（见图 1）。与上一代处理器相比，第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器实现了诸多方面的性能提升。集群由一个管理所有集群功能的前端节点、四个执行处理任务的计算节点、一个内部管理网络和一个高性能消息网络组成。英特尔架构师和工程师已使用以下附加组件来优化该解决方案的性能：英特尔® HPC 平台规范 2.0、基于 OpenHPC v2 的软件堆栈、包括英特尔® oneAPI HPC 工具套件运行时在内的英特尔® oneAPI，以及英特尔® Cluster Checker 套件。
英特尔® 精选解决方案其他值得称道的方面还包括英特尔® 高级矢量扩展 512（英特尔® AVX-512）和英特尔® oneAPI 工具套件等加速技术，这些技术简化了以数据为中心的工作负载在 CPU、GPU、FPGA 和其他加速器上的开发和部署。
结果和用例
面向仿真和建模的英特尔® 精选解决方案可用于各种 HPC 工作负载，包括计算流体力学 (CFD)、结构分析、有限元分析和机械工程。在使用英特尔® Cluster Checker 套件的测试中，与上一代解决方案相比，全新面向仿真和建模的英特尔® 精选解决方案在处理高性能 Linpack (HPL)、高性能共轭梯度 (HPCG) 和 Stream2 等多种工作负载时表现更为出色（见图 2）3。
什么是英特尔® 精选解决方案？
英特尔® 精选解决方案是预定义并已针对工作负载优化的解决方案，旨在大幅减少评估和部署基础设施过程中遇到的挑战。
这些解决方案经由 OEM/ODM 认可、ISV 认证，并由英特尔进行验证。
所有英特尔® 精选解决方案都是英特尔® 数据中心级计算、内存、存储和网络技术按需组合的结果，能够带来可预测、可信赖和出色的性能表现。每个解决方案都能确保工作负载按照预期运行（即使不能超预期运行），这样一来，企业无需投入资源来评估、选择和购买硬件组件即可获得相关保证。