德國當(dāng)?shù)貢r間7月14日，第10屆HPC Connection Workshop中外超算高峰論壇在2015國際超級計算機(jī)大會ISC15同期舉行，來自英國科學(xué)與技術(shù)設(shè)施委員會STFC哈特里中心Hatree Centre、捷克IT4Innovations 國家超算中心、新加坡科技開發(fā)局A*Star MSED、中國廣州超算中心、中科院超算中心等中外知名超算應(yīng)用機(jī)構(gòu)的專家匯聚一堂，就高性能計算在工業(yè)界的應(yīng)用，展開了一場別開生面的對話。
“HPC Connection Workshop” 是由亞洲超算協(xié)會和浪潮集團(tuán)聯(lián)合舉辦，每年在德國ISC超算大會、美國SC超算大會期間召開，旨在探討超算在前沿科學(xué)與工程領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新和發(fā)展趨勢，推動中國超算同全球的交流與合作。下面讓我們一起走進(jìn)本次論壇，看看這些超算大用戶是如何利用HPC推動工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的？
STFC哈特里超算中心：英國工業(yè)的“起搏器”
英國科學(xué)與技術(shù)設(shè)施委員會(Science and Technology Facilities Council，簡稱STFC)是一個專門管理科研的機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)發(fā)展英國的科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，經(jīng)營一些可以推進(jìn)工業(yè)發(fā)展并且促進(jìn)技術(shù)革新的先進(jìn)設(shè)施。
哈特里超算中心(Hartree Centre)落戶于STFC管理的達(dá)斯伯里實驗室(Daresbury Laboratory)，擁有英國排名第四的超級計算機(jī)，峰值運(yùn)算能力達(dá)到1431.1萬億次，主要用于幫助政府、業(yè)界和學(xué)術(shù)界的合作伙伴完成項目開發(fā)和評估。
聯(lián)合利華是哈特里中心的合作伙伴之一，曾使用該中心的超級計算機(jī)進(jìn)行家庭和個人護(hù)理產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)建模與模擬。由于高精度的仿真模擬，整個開發(fā)測試的工作量得以大幅度降低，開發(fā)時間從原本的8-12周縮短到45分鐘。
超豪華轎車品牌賓利的新車型測試，幾乎全部都在哈特里中心的可視化系統(tǒng)上完成。賓利的工程師認(rèn)為這種方式能夠有效加快產(chǎn)品開發(fā)時間，并通過減少原型車的生產(chǎn)數(shù)量來降低成本。
此外，哈特里中心還與英國國家物理實驗所(National Physical Laboratory)進(jìn)行合作，使用超級計算機(jī)開發(fā)用于精確模擬材料的新模型。若該項目取得成功，將在更廣范圍的條件和環(huán)境下，大幅提升材料模擬的精度。
A*Star MSED：材料和工程學(xué)的“魔法學(xué)院”
材料科學(xué)與工程研究所(MSED)是新加坡科技開發(fā)局(A*STAR)計算資源中心的重要研究部門之一，在航空航天、海洋及海洋油氣、化學(xué)、電子以及快速消費(fèi)品等領(lǐng)域已取得諸多建樹。
MSED曾幫助某國際化學(xué)公司解析多功能金屬氧化物催化劑的催化活性，其開發(fā)出用于該催化劑的理論體積和表面模型，并進(jìn)行了密度泛函理論計算(DFT)，成功模擬了表面電荷分布和關(guān)鍵化學(xué)物對催化劑表面的吸附行為，有效改進(jìn)了該催化劑。
有趣的是，該研究所利用分子模擬對頭發(fā)的表面結(jié)構(gòu)展開研究。盡管當(dāng)前技術(shù)進(jìn)步很快，但科學(xué)家們對人類頭發(fā)表面的詳細(xì)的分子結(jié)構(gòu)依然了解甚少。為此，該研究所構(gòu)建了人類頭發(fā)表面的簡化模型，并通過分子動力學(xué)模擬來評估脂肪酸層如何使用自由能量，解析出在很多洗發(fā)水中含有的18-MEA (18-甲基二十酸)對人類頭發(fā)的特殊作用。
此外，該研究所還幫助可口可樂、寶潔、新加坡雅拓萊(Electroloy)、GE、勞斯萊斯、丹麥DNP公司(全球最大的光學(xué)屏幕生產(chǎn)廠家)等眾多制造業(yè)和快速消費(fèi)品公司進(jìn)行產(chǎn)品、包裝、材料的設(shè)計和優(yōu)化，如曾幫助可口可樂開發(fā)基于生物塑料的包裝材料。
隨著高性能計算在工業(yè)界得到更深入的應(yīng)用，眾多的企業(yè)決策者和經(jīng)濟(jì)學(xué)家認(rèn)為這將有助于提高企業(yè)的核心競爭力，獲得更大的市場優(yōu)勢。而實體經(jīng)濟(jì)的好轉(zhuǎn)也將有助于全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇。在不遠(yuǎn)的將來，或許我們的身邊會出現(xiàn)更多利用高性能計算設(shè)計的產(chǎn)品。