Проектирование вычислительного кластера для решения задач прикладной механики деформируемого твердого тела, вычислительной гидро- и газодинамики

Высокопроизводительный вычислительный кластер создан на кафедре «Средства ВКО и ПВО» Балтийского государственного технического университета «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова в рамках инфраструктурного проекта, ориентированного на укрепление кадрового потенциала российского ОПК, в частности, для целевого обучения студентов предприятий Санкт-Петербурга - АО «КБСМ» и АО «ГОЗ Обуховский завод». «ВОЕНМЕХ» получил в свое распоряжение данный высокопроизводительный вычислительный комплекс для численного моделирования физических процессов и проведения научных и инженерных расчетов с помощью программной системы ANSYS. Вычислительная система спроектирована и построена специалистами Центра инженерно-физических расчетов и анализа (АО «ЦИФРА») и компании Hewlett Packard Enterprise. С учетом лучших мировых практик система предоставляет возможности не только для выполнения высокопроизводительных расчетов в своем вычислительном ядре, но и обеспечивает удобную работу с полученными результатами без необходимости передавать большие объемы информации на рабочие станции пользователей.

Вычислительное ядро

Интерконнект

Графические процессоры

Дисковая подсистема

Система управления

Altair PBS Pro – вторая по важности корневая система вычислительного ядра – система управления очередью задач и менеджер загрузки кластера. PBS Pro на сегодняшний момент является одной из самых умных и гибких систем в своем классе. Синтаксис PBS запросов стал де-факто стандартом при планировании загрузки кластеров. PBS Pro способен взаимодействовать с HP CMU настолько тесно, что по запросу пользователя на выполнение специфического расчета PBS может поручить CMU полностью переустановить операционные системы некоторых вычислительных узлов.

Высокопроизводительные расчеты в ANSYS

ANSYS Fluent: расчет реактивного двигателя, 12 миллионов полиэдральных ячеек, k-epsilon модель турбулентности

ANSYS Mechanical: линейная статическая прочность задней оси трактора, PCG, 12.3M уравнений

ANSYS Mechanical: нелинейная задача ползучести для BGA чипа, Sparce, 6.0M уравнений

Удаленная визуализация

Удаленным рендерингом изображения занимаются сразу две видеокарты NVIDIA GRID K2. Работа гостевых виртуальных машин поддерживается технологиями, заложенными в гипервизор VMware vSphere ESXi – он позволяет использовать технологию NVIDIA vGPU для виртуализации и разделения ресурсов графических процессоров. В качестве системы доставки удалённых рабочих столов применяется программное обеспечение NICE Desktop Cloud Virtualisation (DCV).

DCV ведет свою историю с 1994 года, и за это время стал де-факто стандартом для удаленной работы с инженерной графикой. Система доставки удаленных рабочих столов обеспечивает удаленную работу с графикой уровня OpenGL 4+ для Windows и Linux. При этом, собственный протокол передачи данных использует всего около 1 Мбит/с ширины канала доступа на работу одного Full HD монитора. Изюминкой протокола DCV является полностью аппаратное кодирование и декодирование потока данных на GPU, что положительно сказывается на быстродействии и времени реакции удаленной системы на манипуляции инженера. Столь низкие требования к пропускной способности канала, высокая скорость реакции и встроенное шифрования AES с 256-битным ключом позволяют удаленно работать с кластером практически с любого рабочего места, подключенного через глобальную сеть.

Дополнительные удобства при организации рабочей сессии предоставляет система диспетчеризации удаленных рабочих столов NICE EnginFrame. Она позволяет пользователям и администраторам контролировать рабочие сессии в удобном WEB интерфейсе.