強大算力支持下的研發重器，為了打造一部更好的車
現在的人們，早已不滿足于擁有一部車，而是想要一部更好的車。
什么樣的車，才能算得上是更好的車？
絕不僅僅是動力強勁這么簡單，易于操控、安全可靠、節省燃油，都是必不可少的考慮因素。而這些都與一門叫做流體力學的科學有關。
在汽車研發時，與流體力學相關的空氣動力研究和試驗至關重要，既要盡量減少空氣阻力，又要保證產生足夠的空氣下壓力，從而帶來更好的車輛整體性能。
正因如此，流體力學的大規模仿真計算，已經成為當今汽車行業的研發重器，用以獲得最優的產品設計。在此領域的研發創新，則成為主流汽車制造商的核心競爭力之一。
高性能計算平臺的支撐
如今，大型汽車制造商幾乎每天都在進行空氣動力學的仿真和風洞試驗，這在很大程度上得益于計算能力的提升，大大提高了CFD軟件的可用性。
CFD即計算流體力學，是流體力學和計算機科學相互融合的一門新興交叉學科，在汽車行業用來模擬車身在行駛中與空氣發生的相互作用力。在汽車研發設計過程中，需要通過CFD對外氣動風阻、風燥、水管理、空調和發動機熱管理進行模擬和研制，從而發現潛在問題，找到最優的設計方案，避免摸著石頭過河。
眾所周知，進行仿真計算需要處理大量的實時數據，所以對系統的計算能力、數據吞吐能力都有很高的要求，由此成為高性能計算的一個重要應用場景。在汽車研發的流體力學、碰撞試驗等方面，高性能計算都在得到廣泛應用。
此外，順應“硬件開放、軟件開源”的大趨勢，以OpenFOAM為代表的開源CFD軟件，正在得到越來越多的使用。對于汽車廠商而言，如何實現OpenFOAM與高性能計算平臺的全面適配，成為研發部門和IT部門都要重點考慮的問題。
上海大眾的挑戰與機遇
這也同樣成為上海大眾汽車有限公司當下所面臨的挑戰。
由上汽集團和德國大眾合資建設的上海大眾，成立于1984年，是我國最悠久的汽車合資企業之一。目前，上海大眾旗下擁有大眾和斯柯達兩大品牌，僅大眾品牌的歷史累計銷量就已經超過2000萬。
支撐這一出眾業績的上海大眾研發團隊，是一支高效率、高素質、具備國際先進水平的隊伍，尤其是能夠針對中國用戶的需求特點進行創新，形成能充分滿足中國用戶出行需求、創造最佳客戶體驗的整車研發能力，并在新能源、智能駕駛和移動在線服務等新興領域具備技術創新能力。
然而，市場的快速發展，新產品的不斷涌現，對高性能計算仿真這一研發重器的要求也不斷提升，上海大眾原有的HPC系統性能已經無法滿足研發效率提升的需求。同時，傳統CFD商用軟件的許可費用高昂，上海大眾希望通過采用OpenFOAM來實現研發效率與投資之間的平衡。
面臨這些挑戰的上海大眾研發部門，急需一個新的高性能計算平臺，通過與開源軟件系統的配合來支持流體力學仿真，并保證與現有集群系統兼容，以方便擴展。
正在此時，基于ARM架構的鯤鵬服務器進入了上海大眾的視線，為其帶來了一個實現研發創新的新機遇。
鯤鵬HPC集群的價值體現
鯤鵬服務器，推動了算力多樣化時代的到來。其高性價比等優勢，能更好地滿足HPC的場景需要，贏得了諸多行業頭部客戶的青睞。
目前，上海大眾正在創新性地將仿真數據和車體VR相結合，對計算性能要求更高。針對上海大眾研發部門流體力學方法團隊的需求，華為設計了x86和鯤鵬服務器混合部署的鯤鵬HPC解決方案。
鯤鵬HPC解決方案通過與傳統x86 CPU算力組成混合集群系統，來充分發揮鯤鵬多核、高帶寬的性能優勢，滿足其對現有集群系統兼容和資源彈性擴展的要求，并帶來了30%的性價比提升。而其一鍵式集群部署方案，則易管理易維護，降低了運維難度。
特別重要的是，提供的集群管理平臺集成了HPC開源軟件、函數庫、調度器、MPI通信庫等軟件。豐富的軟件生態，可以幫助上海大眾研發團隊縮短產品開發周期，研發效率同樣提高了30%以上。
此外，華為端到端的行業方案能力、豐富的項目實施和部署經驗，可以為上海大眾提供最優性價比的方案，降低TCO。
IT與研發部門的通力合作
在該項目實施過程中，在華為的支持下，上海大眾的IT部門與研發部門展開了通力合作，實現了聯合攻關。
華為負責硬件調試和底層技術支持；IT部門負責操作系統、網絡和作業調度平臺；研發部門負責開源軟件數百個庫文件與硬件的適配、內存調用和一二級緩存優化，提升并行計算效率。
經過各方的共同努力，上海大眾建成了我國汽車行業的首個ARM HPC規模應用，并在作業調度層面實現了與原有x86集群打通，幫助其研發部門的流體力學方法團隊完成了OpenFOAM的自主模塊化開發和適配，目前有超過半數模塊達到了商業軟件的計算精度和穩定性，保證了業務的平滑遷移和快速部署。
鯤鵬HPC集群上線后，上海大眾研發團隊將其率先應用在新車型中，完成了流體力學驗收中的外氣動風阻和風噪、水管理、空調、發動機熱管理開發工作，展開了基于開源軟件的產品數字化研發布局。
面向數字化研發的未來，上海大眾認識到可視化展示的發展趨勢，將繼續適配主流開源視頻軟件，打造可視化生態展示系統。通過Python編寫腳本，可以將傳統的CFD云圖自動上傳到服務器，通過HPC計算將可視化結果自動轉換并返回結果，以方便工程師對性能直觀評價，優化產品設計。
伴隨著行業數字化轉型步伐的加快，越來越多傳統企業開始把數字技術作為自己的創新驅動力。強大的基礎算力保障，為各種新興技術應用提供了有力的支撐，進而幫助企業實現從研發到生產、從營銷到服務、從售前到售后的全業務流程數字化。
在此進程中，以鯤鵬為代表的多樣化算力平臺，正在受到千行百業的青睞，成為企業數字化轉型和國家數字經濟發展的堅實底座。
