Bladed是一個(gè)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組性能和載荷仿真計(jì)算的建模工具，全球大型風(fēng)力機(jī)制造商約有半數(shù)采用該軟件。

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的各個(gè)設(shè)計(jì)階段，優(yōu)化設(shè)計(jì)都是重中之重。如果不能正確地對(duì)載荷、惡劣環(huán)境和結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行建模，或不能執(zhí)行準(zhǔn)確試驗(yàn)，都可能會(huì)極大地危害機(jī)組長(zhǎng)期的安全性、功能性和盈利能力。

風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)項(xiàng)目經(jīng)常需要進(jìn)行大量仿真計(jì)算，一組仿真計(jì)算耗費(fèi)數(shù)千小時(shí)的計(jì)算機(jī)時(shí)。

一方面，算力在總量和項(xiàng)目波峰波谷期的彈性供應(yīng)上能否滿足需求。充足的算力意味著縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，拉大市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

另一方面，超大規(guī)模算力的調(diào)度使用和企業(yè)場(chǎng)景的復(fù)雜性帶來(lái)的管理等問(wèn)題對(duì)IT自動(dòng)化和智能化要求很高。如何調(diào)度超大規(guī)模集群的過(guò)程，還有其中隱藏的成本優(yōu)化問(wèn)題，其實(shí)很多。

速石科技用實(shí)證來(lái)解決這些問(wèn)題。

實(shí)證背景信息

某風(fēng)電新能源集團(tuán)建設(shè)有本地機(jī)房，但機(jī)器較陳舊，資源有限。跑Bladed仿真任務(wù)計(jì)算周期長(zhǎng)，特別是有大型仿真任務(wù)時(shí)，往往需要數(shù)周甚至數(shù)月才能出結(jié)果。

用戶要求將跑大型任務(wù)的時(shí)間縮短到一天以內(nèi)，同時(shí)能夠?qū)θ蝿?wù)進(jìn)行管理和監(jiān)控。

實(shí)證目標(biāo)

1、Bladed任務(wù)能否在云端有效運(yùn)行?2、fastone平臺(tái)能否將大規(guī)模Bladed仿真任務(wù)周期縮短到一天?3、fastone平臺(tái)能否提供高效靈活的數(shù)據(jù)傳輸方案?4、fastone平臺(tái)能否提供有效的任務(wù)管理和監(jiān)控?

實(shí)證參數(shù)

平臺(tái)：fastone企業(yè)版產(chǎn)品

應(yīng)用：Bladed 4.10版

操作系統(tǒng)：

Bladed 4.10之前的版本不支持Linux系統(tǒng)，只支持Windows。

本次實(shí)證由于用戶更熟悉Windows操作系統(tǒng)，所以并未選擇Linux鏡像。

主流云廠商對(duì)不同操作系統(tǒng)鏡像有不同的定價(jià)方式。整體上來(lái)說(shuō)，通過(guò)Windows系統(tǒng)使用云資源價(jià)格比Linux系統(tǒng)要貴。

適用場(chǎng)景：

構(gòu)建風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能模型，運(yùn)行仿真計(jì)算并處理結(jié)果，為工程師提供有關(guān)風(fēng)力機(jī)動(dòng)力學(xué)和優(yōu)化的重要決策信息。

License配置：Bladed License Server設(shè)置在云端。

云端硬件配置：

Bladed是一個(gè)計(jì)算密集型應(yīng)用，對(duì)CPU要求高、內(nèi)存要求不大，因此平臺(tái)為用戶推薦選擇了滿足其應(yīng)用特點(diǎn)的計(jì)算優(yōu)化型實(shí)例機(jī)型。

調(diào)度器：

因?yàn)檫x擇了Windows操作系統(tǒng)，所以本實(shí)證中集群調(diào)度使用的是PBS調(diào)度器。

技術(shù)架構(gòu)圖：

用戶通過(guò)Web方式登錄構(gòu)建于公有云上的fastone算力運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，根據(jù)實(shí)際計(jì)算需求自動(dòng)創(chuàng)建、銷毀集群，提交計(jì)算任務(wù)，上傳下載任務(wù)，監(jiān)控管理。

用戶通過(guò)NAT方式訪問(wèn)位于公網(wǎng)的License服務(wù)器。

用戶通過(guò)VPN接入，可更安全地訪問(wèn)云上私密的HPC環(huán)境。

 實(shí)證場(chǎng)景一：大規(guī)模業(yè)務(wù)驗(yàn)證9600個(gè)用例本地VS云端300核

結(jié)論：1、云端可提供滿足Bladed應(yīng)用特點(diǎn)的機(jī)型，運(yùn)行Bladed Windows版本的任務(wù);2、本地資源運(yùn)算9600個(gè)用例，耗時(shí)約4天;通過(guò)fastone平臺(tái)調(diào)用300核計(jì)算優(yōu)化型實(shí)例運(yùn)算9600個(gè)用例，總耗時(shí)約8小時(shí)，任務(wù)運(yùn)行時(shí)間7小時(shí);3、fastone平臺(tái)的自動(dòng)化伸縮，有效降低整個(gè)計(jì)算周期資源占用率;4、fastone平臺(tái)能提供靈活高效的數(shù)據(jù)傳輸方案，滿足計(jì)算數(shù)據(jù)量大需求;5、fastone平臺(tái)可穩(wěn)定運(yùn)行Bladed任務(wù)、測(cè)試過(guò)程中未發(fā)生服務(wù)中斷;6、fastone平臺(tái)可監(jiān)控、管理任務(wù)與集群的運(yùn)行情況。

實(shí)證過(guò)程：1、數(shù)據(jù)上傳：用戶將Bladed風(fēng)文件、工況文件等上傳至fastone平臺(tái);2、數(shù)據(jù)處理：自動(dòng)下載、解壓數(shù)據(jù)，修改配置;3、自動(dòng)可擴(kuò)展集群?jiǎn)?dòng)：用戶選擇Bladed 應(yīng)用，按需構(gòu)建300個(gè)核的Bladed集群;4、任務(wù)運(yùn)行：提交任務(wù)后，用戶可隨時(shí)在監(jiān)控界面查看任務(wù)和集群運(yùn)行情況;5、結(jié)果數(shù)據(jù)上傳：任務(wù)運(yùn)行成功后，自動(dòng)將結(jié)果數(shù)據(jù)上傳至對(duì)象存儲(chǔ)供用戶下載。

數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化：Bladed的風(fēng)文件和任務(wù)文件數(shù)據(jù)量極大，傳統(tǒng)傳輸模式往往會(huì)面臨以下問(wèn)題：1、初始化大文件傳輸。在本實(shí)證中，用戶在跑任務(wù)之前需要上傳多達(dá)數(shù)百GiB的風(fēng)文件;2、隨著任務(wù)的調(diào)整，有大量小文件需要增量上傳。在本實(shí)證中，用戶需要上傳9600個(gè)任務(wù)文件，每個(gè)幾十MiB不等。 fastone支持全自動(dòng)化數(shù)據(jù)上傳，可充分利用帶寬，幫助用戶快速上傳、下載海量數(shù)據(jù)。同時(shí)，利用fastone自主研發(fā)的分段上傳、高并發(fā)、斷點(diǎn)續(xù)傳等數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，優(yōu)化海量數(shù)據(jù)的傳輸效率。

自動(dòng)化部署：在手動(dòng)模式下，通常都是先構(gòu)建一個(gè)固定規(guī)模的集群，然后提交任務(wù)，全部任務(wù)結(jié)束后，關(guān)閉集群。在本實(shí)證中，如果是手動(dòng)部署，300核的集群一旦拉起，第一到第五步手動(dòng)配置的時(shí)間里，所有機(jī)器一直都是開(kāi)啟狀態(tài)，也就是說(shuō)，燒錢(qián)中。更詳盡的涉云成本計(jì)算，可參考：幫助CXO解惑上云成本的迷思，看這篇就夠了 再看看我們的自動(dòng)化部署：在本實(shí)證中，fastone平臺(tái)在任務(wù)的不同階段采取不同的策略應(yīng)對(duì)，除任務(wù)運(yùn)行的7小時(shí)內(nèi)有300核云資源滿負(fù)荷運(yùn)作以外，在數(shù)據(jù)處理和結(jié)果數(shù)據(jù)上傳階段均只開(kāi)啟了1-2臺(tái)機(jī)器，而其他準(zhǔn)備過(guò)程不需要開(kāi)啟機(jī)器。很重要的一點(diǎn)是：任務(wù)完成后會(huì)及時(shí)下載結(jié)果并自動(dòng)關(guān)機(jī)。

fastone的Auto-Scale功能可以自動(dòng)監(jiān)控用戶提交的任務(wù)數(shù)量和資源的需求，動(dòng)態(tài)按需地開(kāi)啟所需算力資源，在提升效率的同時(shí)有效降低成本。

用戶可根據(jù)自己需求，設(shè)置自動(dòng)化調(diào)度集群規(guī)模上下限。

所有操作都是自動(dòng)化完成，無(wú)需用戶干預(yù);

在實(shí)際開(kāi)機(jī)過(guò)程中，可能遇到云在某個(gè)可用區(qū)資源不足的情況，fastone會(huì)自動(dòng)嘗試從別的區(qū)域開(kāi)啟資源;

如果需要的資源確實(shí)不夠，又急需算力完成任務(wù)，用戶還可以從fastone界面選擇配置接近的實(shí)例類型來(lái)補(bǔ)充

詳細(xì)分解手動(dòng)模式 VS 自動(dòng)部署，看這里：EDA云實(shí)證Vol.1：從30天到17小時(shí)，如何讓HSPICE仿真效率提升42倍?

任務(wù)和集群管理：提交任務(wù)后，可以在監(jiān)控界面中查看任務(wù)和集群運(yùn)行情況。

 實(shí)證場(chǎng)景二：云端線性擴(kuò)展驗(yàn)證9600個(gè)用例云端300核 VS 3000核

Bladed應(yīng)用具備線性擴(kuò)展性。

當(dāng)我們把自動(dòng)化調(diào)度集群規(guī)模上限設(shè)為3000核，任務(wù)運(yùn)行時(shí)間從7小時(shí)縮短到45分鐘，整體計(jì)算周期也從8小時(shí)縮短至1.75小時(shí)。

實(shí)證過(guò)程：

本實(shí)證中，單個(gè)任務(wù)運(yùn)行時(shí)間為10-30分鐘，當(dāng)有任務(wù)提前運(yùn)行完成且數(shù)據(jù)下載完后，相應(yīng)的機(jī)器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，避免資源浪費(fèi)。

實(shí)證小結(jié)

最后我們回顧一下實(shí)證目標(biāo)：1、Bladed Windows版本任務(wù)在云端能夠有效運(yùn)行;2、fastone平臺(tái)成功將大規(guī)模Bladed仿真任務(wù)的運(yùn)算時(shí)間從4天縮短到1~7小時(shí);3、fastone平臺(tái)能夠提供靈活高效的數(shù)據(jù)傳輸方案;4、fastone平臺(tái)能夠提供可靠的任務(wù)管理和監(jiān)控。 除了Windows系統(tǒng)，速石科技還支持通過(guò)fastone平臺(tái)同時(shí)調(diào)度任務(wù)至本地和云上的Windows節(jié)點(diǎn)和Linux節(jié)點(diǎn)，滿足業(yè)務(wù)需求。同時(shí)，我們也支持SLURM/SGE/LSF等主流調(diào)度器，本次實(shí)證未曾涉及。 本次CAE云實(shí)證就到這里了。 未來(lái)我們還會(huì)帶給大家更多領(lǐng)域的用云“真香”實(shí)證，請(qǐng)保持關(guān)注哦!

關(guān)于速石:

速石科技(fastone)致力于構(gòu)建為應(yīng)用定義的云，讓任何應(yīng)用程序，始終以自動(dòng)化、更優(yōu)化和可擴(kuò)展的方式，在任何基礎(chǔ)架構(gòu)上運(yùn)行。

我們?yōu)橛懈咚懔π枨蟮挠脩籼峁┮徽臼蕉嘣扑懔\(yùn)營(yíng)解決方案，基于本地+公有混合云環(huán)境的靈活部署及交付，幫助用戶提升10-20倍業(yè)務(wù)運(yùn)算效率，降低成本達(dá)到75%以上，加快市場(chǎng)響應(yīng)速度。速石平臺(tái)對(duì)藥物研發(fā)/基因分析/CAE/EDA/AI等行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行分析與加速，通過(guò)Serverless框架屏蔽底層IT技術(shù)細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)本地和公有云資源無(wú)差別訪問(wèn)。我們的產(chǎn)品包括：fastone COMPUTE PLATFORM和fastone COMPUTE CLOUD。