高性能计算（HPC）广泛应用于科研、高精尖行业，随着数字化和信息化的不断深入，在工业制造、气象海洋、生命科学等领域具有海量的计算能力和存储能力需求。但是，企业建设HPC与传统超算中心建设不一样，一般是随业务需求每年逐批建设，这就需要管理员在早期考虑好计算资源、高速网络、共享存储等关键设备的后期扩容，还需要结合行业业务特点统筹规划。比如：

　　应用软件比硬件贵

　　商业软件许可一般是按CPU核心收费，所以需要让软件跑在最新最快的硬件上。虽然高配置硬件会增加硬件成本，相比贵10倍的应用软件成本，在高配置硬件上带来的收益远远大于硬件成本。

　　计算需求是波动的

　　随市场需求和竞争情况变化，新品上市基本以年为单位，留给计算仿真验证的时间有限，这就需要相应人员精准计划仿真周期。由于HPC集群全单位共享使用，多个产品同时研发时，难以保证某任务准时得到足够计算资源。比如：多业务冲突、资源的稳定性，都会导致资源竞争。因此，计算资源需求是波动，有业务高峰也有低谷。

　　自建HPC平台投入大

　　HPC平台的建设需要考虑：机房空间、供电情况、算力扩容、计算节点、共享存储、网络拓扑、应用软件、系统软件、用户支持、系统维护等多方面因素。企业从项目立项到正常使用通常需要半年到1年的时间，时间成本较长。再者，建设规模与业务需求匹配，一般业务需求是波动向上增长的，以年为单位的建设模式会导致前半年资源利用低，后半年计算资源不够。因此，计算资源规模的变化需要精细到月，甚至到天。

　　这些都导致HPC整体的建设成本与维护成本居高不下，如何将每一分钱花在刀刃上, 则需要对业务有深刻的理解，比如：让硬件配置精确匹配应用软件，避免出现硬件性能瓶颈，减少无用配置。以StarCCM软件为例，该软件对内存带宽和高速网络要求高、磁盘读写少，因此可以加大节点内存与计算网络的投入，减少计算节点本地硬盘配置。

　　自建HPC需要专业的人才、前期大量的基础设施与硬件设置一次性投入、以及完善的运维团队，确保高投入产比、高利用率和较高的用户满意度。

　　北京超级云计算中心推出的超算云服务，提供基于互联网的HPC算力资源，同时提供行业云解决方案提供线下、线上、混合云等多种架构设计，满足不同场景下对计算力、吞吐量、大容量等业务需求。

　　1.数据在本地，云端计算自动回传结果，确保数据安全

　　ParaCloud可以部署在用户单位，本地的共享存储保存用户数据。提交计算任务是，ParaCloud先把算例文件同步到云端超算，作业计算完成后即刻将作业结果回传至本地共享存储，云端不保留作业结果。

　　2.基于“快算”的弹性计算满足业务灵活性，包年降低成本

　　计算需求随业务需求波动，ParaCloud的“快算”可以在包年固定资源不足，或是排队超过设定时间后自动使用弹性资源。它可以充分利用包年资源基础下使用弹性资源，弹性则保证了业务的灵活性，包年降低了资源成本。

　　3.本地Windows前后处理与超算云结合，提升用户体验

　　以往CAE用户在工作站划分网格，然后将算例文件传输到HPC集群进行计算，计算完成后再将结果拿回工作站进行后处理，如果结果不对，还需要重复上述步骤，直到计算出正确结果，这样的效率低下。ParaCloud可以将本地共享存储和Win图形节点与超算云打通，数据无需再移动，极大的提升了用户体验。而且，从以前每人1台工作站变成多人共享使用1台图形服务器，提升了资源利用率，也降低了企业成本。

　　4.基于应用运行特征的硬件选型和性能管理

　　HPC追求极致性能，CPU配置高不代表性能就好，内存带宽、磁盘读写、网络收发都会影响软件的运行性能。ParaCloud的应用特征模块能够实时抓取性能数据，分析软件运行特点从而匹配最佳的硬件配置。下面是基于ABAQUS在1~4节点的运行特征给出的硬件配置建议。综合常用软件的运行特征，就能得出整体的配置方案。

　　5.IT系统和研发系统对接

　　ParaCloud可以和企业Windows AD认证对接，省去了管理员账户管理的额外工作。

　　ParaCloud能够把研发涉及到的图形前后处理、HPC求解计算、SDM的仿真数据管理整合，形成业务闭环。

　　6.面向业务运营的定制开发

　　每个企业有自己的运营管理需求，ParaCloud提供了常规的管理和统计功能，同时还可以根据企业需求进行二次开发。

　　方案架构

　　HPC混合云以ParaCloud软件为核心，包含了硬件资源、系统软件、业务单元、用户服务门户等，以及为保证平台正常运行所需要的运营/运维管理服务，关键系统服务均高可用，在不中断业务情况下升级/替换/维护管理节点。

　　HPC混合云基于希捷Exos X 5U84高密度存储系统的行业云综合解决方案，能够满足高性能计算容量和性能需求，实现安全、稳定和高效的存储环境。希捷Exos X 5U84高密度存储系统具有极高的系统性能以及合理的架构。Exos X 5U84 提供7GB/s的顺序读和5.5GB/s的顺序写能力吞吐，为海量计算数据提供带宽保障。希捷Exos X 5U84采用专门针对高性能计算优化的全面的解决方案，经过优化的硬盘、机柜、控制器和软件可以更好的协同工作.；智能的模块化设计，RAID保护技术更高效可靠，可以更好的保护您的数据；希捷Exos X 5U84业界最高密度，更好的TCO。

　　公司介绍

　　北京超级云计算中心（简称“北京超算”）是2011年由北京市人民政府和中国科学院共同合作建设的国家重要信息化基础平台，现坐落于北京怀柔综合性国家科学中心--怀柔科学城。

　　北京超算依托中国科学院计算机网络信息中心全方位的技术保障，由中科北龙科技有限公司、北京市长城伟业投资开发有限公司、北京并行科技股份有限公司(股票代码:839493)分别代表中科院、怀柔区、行业领军企业共同发起设立的北龙超级云计算有限责任公司（简称“北龙超云”）负责实体运营。在助力北京市加快建设全球数字经济标杆城市核心战略布署下，总投资10亿元的北京超算（二期）将于2022年盛大启幕。