文档介绍：1 MCAE 高性能计算解决方案说明 v2 2009 年 11月15日 2 1、 CAE 应用软件的特点分析 三款 CAE 软件对硬件架构特点分析 三款 CAE 软件计算过程分析 三款 CAE 软件计算结果分析及理想的对应平台 三款 CAE 软件对存储的分析 2、 CAE 硬件平台的选择 刀片式服务器架构 系统拓扑结构设计 设备配置 扩展性分析 机架式服务器架构 系统拓扑结构设计 设备配置 扩展性分析 I/O 节点的作用及必要性分析 I/O 节点的作用分析 I/O 节点的必要性分析 三款 CAE 软件对并行文件系统的需求 3 、架构方案比较 刀片和机架优缺点分析 成本分析和投资保护 成本分析 投资保护 CAE 软件 license 收费要求 ABAQUS license 收费政策 Radioss license 收费政策 Nastran license 收费政策 4 、给项目组的建议 3 架构思路:应用决定系统类型,系统决定应用性能。同时满足扩展性和通用性,满足 CAE 架构演变,节约采购成本,保护投资。 1、 CAE 软件应用特点分析 MCAE 分析主要包括前处理、计算分析和后处理这 3 个过程。前处理主要是建立问题的几何模型、进行网格划分、建立用于计算分析的数值模型、确定模型的边界条件和初始条件等(换句话说将非线性的力学方程离散为计算机可以识别的代数方程)。这一个过程需要较好的显示能力,并且要求具有一定的内存空间能够容纳大量的网格信息, 通常在工作站上进行; 计算分析是对所建立的数值模型进行求解, 经常需要求解大型的线性方程组,这个过程是 MCAE 分析中计算量最大、对硬件性能要求最高的部分。这一过程需要大量的 CPU 、内存资源以及存储空间, 通常利用作业调度系统提交到高性能计算机上执行, 结构数据存放在大容量磁盘整列中; 后处理则是以图形化的方式对所得的计算结果进行检查和处理, 这一过程同样对显示能力要求较高,通常在工作站上进行。 CAE 项目一期,我们将上三款 CAE 软件 ABAQUS 、 Radioss 、 Nastran 三款 CAE 软件对硬件架构特点分析 隐式有限元分析( 包括静态/ 动态): 处理器扩展能力有限, 最多 10路( 10 颗) ,应用偶合度很强,合适在 SMP -MUMA 结构的服务器上运行。代表软件: ABAQUS 、 ANSYS 、 等。 显示有限元分析: 应用偶合度一般,多节点并行计算能力较强,合适在 DMP 结构/ 集群系统(Cluster ) 代表软件: LS-DYDA 、 PAM-CRASH 、 RADIOSS 等 计算流体力学: 合适在 DMP 结构/ 集群系统(Cluster ) 代表软件: FLUENT 、 STAR-CD 、 POWERFLOW 、 CFX 、 OVERFLOW 等。 三款 CAE 软件计算过程分析: 备注:下文中即可是“刀片服务器”也可是“机架服务器” MSC Nastran 随机选择集群中的某块刀片服务器( 主刀片) 放入经工作站前处理后的模型文件,模型文件读入到主刀片内存,形成总体刚度强度矩阵方程进行矩阵分块( 2*2-4*2 )后通过作业调度工具将分块后的矩阵分配给集群计算资源( 集群中的刀片) 计算, 各块刀片独立计算, 往自己刀片硬盘( 存储盘 LUN ) 上写临时文件后形成各自刀片的中间文件,再将各自生成的中间文件返给主刀片进行结果文件合并,形成最终的求解结果文件。 Abaqus 4 隐式: 随机选择集群中的某块刀片服务器( 主刀片) 放入经工作站前处理后的模型文件, 模型文件读入到主刀片内存, 形成矩阵分块后通过作业调度工具将分块后的矩阵分配给集群计算资源( 集群中的刀片) 计算, 各块刀片独立分步计算的同时存在着及少量的刀片间内存交换, 各块刀片往自己刀片硬盘( 存储盘 LUN ) 上写临时文件, 当每块刀片每算完一步后将中间文件汇总到主刀片进行结果文件叠加, 最终形成结果文件。显式: 过程与隐式大致相同,模型文件读入此主刀片内存后形成单元集( domain ), 在边界上和其它节点内存交换。数据交换和存储量不大, 结果文件叠加。对 I/O 要求低, CPU 要求高。 Radioss 随机选择集群中的某块刀片服务器( 主刀片) 放入经工作站前处理后的模型文件,模型文件读入到主刀片内存,