Giải pháp Sẵn sàng cho Sản xuất Kỹ thuật số HPC với Intel Xeon thế hệ thứ 3 dành cho Siemens Simcenter STAR-CCM+ (2)

Mạng hệ thống

Hầu hết các hệ thống HPC được cấu hình với hai mạng—mạng quản trị và kết cấu chuyển mạch tốc độ cao/độ trễ thấp. Mạng quản trị thường là Gigabit Ethernet kết nối với LOM/NDC trên bo mạch của mọi máy chủ trong cụm. Mạng này được sử dụng để cung cấp, quản lý và quản trị. Trên các máy chủ điện toán, mạng này cũng sẽ được sử dụng để quản lý BMC. Đối với cơ sở hạ tầng và máy chủ lưu trữ, các cổng iDRAC Enterprise có thể được kết nối với mạng này để quản lý máy chủ ngoài băng tần (OOB). Mạng quản lý thường sử dụng bộ chuyển mạch Ethernet Dell EMC PowerSwitch S3048-ON. Nếu có nhiều hơn một công tắc trong hệ thống, nhiều công tắc phải được xếp chồng lên nhau bằng cáp 10 Gigabit Ethernet.

Cấu trúc tốc độ cao/độ trễ thấp được khuyến nghị cho các cụm có nhiều hơn bốn máy chủ. Đề xuất hiện tại là vải HDR InfiniBand. Cấu trúc thường sẽ được lắp ráp bằng cách sử dụng bộ chuyển mạch HDR InfiniBand 40 cổng NVIDIA QM8790. Số lượng công tắc cần thiết phụ thuộc vào kích thước của cụm và tỷ lệ chặn của vải.

Phần mềm quản lý cụm

Phần mềm quản lý cụm được sử dụng để cài đặt và giám sát hệ thống HPC. Bright Cluster Manager (BCM) là phần mềm quản lý cụm được khuyên dùng.

Dịch vụ và Hỗ trợ

Thiết kế được Xác thực cho Sản xuất Kỹ thuật số HPC có sẵn với các dịch vụ triển khai và hỗ trợ phần cứng đầy đủ.

 

Các thành phần

Điểm chuẩn hiệu suất được thực hiện trong Phòng thí nghiệm Đổi mới AI & HPC của Dell Technologies bằng cách sử dụng các cấu hình hệ thống được liệt kê trong Bảng  2.

Bảng 2. Cấu hình hệ thống chuẩn     

Khối xây dựng

Số lượng

Máy chủ tính toán

  • PowerEdge C6520
  • Intel Xeon vàng kép 6346
  • 512GB RAM 16x32GB 3200 MTps DIMM
  • Bộ điều hợp NVIDIA ConnectX-6 HDR100

1

Máy chủ tính toán

  • PowerEdge C6520
  • Intel Xeon vàng kép 6342
  • 512GB RAM 16x32GB 3200 MTps DIMM
  • Bộ điều hợp NVIDIA ConnectX-6 HDR100

1

Máy chủ tính toán

  • PowerEdge C6520
  • Intel Xeon bạch kim kép 6338
  • 512GB RAM 16x32GB 3200 MTps DIMM
  • Bộ điều hợp NVIDIA ConnectX-6 HDR100

1

Máy chủ tính toán

  • PowerEdge C6520
  • Intel Xeon bạch kim kép 8358
  • 512GB RAM 16x32GB 3200 MTps DIMM
  • Bộ điều hợp NVIDIA ConnectX-6 HDR100

6

Công tắc NVIDIA QM8790 InfiniBand

1

BIOS

Các tùy chọn cấu hình BIOS được sử dụng cho hệ thống tham chiếu được liệt kê trong Bảng 3.

Bảng 3. Cấu hình BIOS     

Tùy chọn BIOS

Cài đặt

Bộ xử lý logic

Tàn tật

Công nghệ ảo hóa

Tàn tật

Đồng Hồ Hẹn Giờ Snoop

cuộn2kCycles

Hồ sơ hệ thống

Hồ sơ hiệu suất

Cụm NUMA phụ

2 cách

Phần mềm

Các phiên bản phần mềm được sử dụng cho hệ thống tham chiếu được liệt kê trong Bảng 4.

Bảng 4. Phiên bản phần mềm     

Thành phần

Phiên bản

Hệ điều hành

RHEL 8.3

hạt nhân

4.18.0-240.22.1.el8_3.x86_64

OFED

NVIDIA Mellanox 5.2-2.2.0.0

Trình quản lý cụm sáng

9,0

Simcenter STAR-CCM+

2021.1.1 độ chính xác hỗn hợp

 

Simcenter STAR-CCM+

Simcenter STAR-CCM+ là một ứng dụng đa môi trường được sử dụng để mô phỏng nhiều loại sản phẩm và thiết kế trong nhiều điều kiện khác nhau. Các điểm chuẩn được báo cáo ở đây chủ yếu sử dụng động lực học chất lỏng tính toán (CFD) và các tính năng truyền nhiệt của Simcenter STAR-CCM+. Các ứng dụng CFD thường mở rộng tốt trên nhiều lõi bộ xử lý và máy chủ, có yêu cầu về dung lượng bộ nhớ khiêm tốn và thường thực hiện I/O đĩa tối thiểu khi ở trong phần bộ giải. Tuy nhiên, một số mô phỏng có thể có nhu cầu I/O lớn hơn, chẳng hạn như phân tích nhất thời.

 

Kết quả

Các vấn đề về điểm chuẩn từ bộ điểm chuẩn Simcenter STAR-CCM+ được đánh giá trên hệ thống tham chiếu. Hiệu suất điểm chuẩn của Simcenter STAR-CCM+ được đo bằng cách sử dụng chỉ số Thời gian đã trôi qua trung bình, là thời gian đã trôi qua trung bình trên mỗi lần lặp lại bộ giải. Thời gian trôi qua nhỏ hơn thể hiện hiệu suất tốt hơn.Hình 3 hiển thị hiệu suất tương đối cho lựa chọn điểm chuẩn Simcenter STAR-CCM+ trên một máy chủ.

Hiệu suất tương đối của một máy chủ—Simcenter STAR-CCM+ 2021.1.1

Hình 3. Hiệu suất tương đối của một máy chủ—Simcenter STAR-CCM+ 2021.1.1  

Kết quả trong Hình 3 được biểu thị tương ứng với hiệu suất của một máy chủ điện toán đơn lẻ được định cấu hình với bộ xử lý Intel Xeon Gold 6346 16 lõi kép. Giá trị lớn hơn cho thấy hiệu suất tổng thể tốt hơn. Những kết quả này cho thấy lợi thế về hiệu suất có sẵn với bộ xử lý Intel Xeon Scalable thế hệ thứ 3. Intel Xeon Gold 6342 24 nhân cung cấp hiệu suất rất tốt cho các tiêu chuẩn này. Bộ vi xử lý 32 nhân Intel Xeon Gold 6338 và Platinum 8358 cung cấp hiệu suất trung bình tốt hơn lần lượt là 7% và 14% so với Gold 6342.

Simcenter STAR-CCM+ mở rộng song song—Intel Xeon Platinum 8358

Hình 4. Chia tỷ lệ song song Simcenter STAR-CCM+—Intel Xeon Platinum 8358  

hinh 4 trình bày khả năng mở rộng song song của các mô hình điểm chuẩn Simcenter STAR-CCM+ sử dụng tối đa sáu máy chủ tính toán được cấu hình với bộ xử lý Intel Xeon Platinum 8358. Hiệu suất được trình bày tương ứng với hiệu suất của một nút đơn (tổng cộng 64 lõi).

Khả năng mở rộng song song cho hầu hết các mô hình chuẩn này là tốt, với hệ thống thể hiện khả năng mở rộng song song gần như tuyến tính. Một số mô hình nhỏ hơn không mở rộng quy mô cũng như các trường hợp chuẩn lớn hơn, nhưng điều này được mong đợi vì chi phí truyền thông hạn chế khả năng mở rộng song song của các trường hợp nhỏ hơn.

 

Phần kết luận

Tài liệu này trình bày Thiết kế đã được xác thực cho HPC STAR CCM+ với bộ xử lý Intel Xeon Scalable thế hệ thứ 3 . Phân tích chi tiết về cấu hình máy chủ điện toán chứng minh rằng hệ thống được kiến ​​trúc cho một mục đích cụ thể—để cung cấp giải pháp HPC toàn diện cho lĩnh vực sản xuất kỹ thuật số hoặc kỹ thuật có sự trợ giúp của máy tính. Việc sử dụng phương pháp khối xây dựng này cho phép khách hàng dễ dàng triển khai hệ thống HPC được tối ưu hóa cho các yêu cầu khối lượng công việc cụ thể. Thiết kế giải quyết các yêu cầu về tính toán, lưu trữ, kết nối mạng và phần mềm, đồng thời cung cấp giải pháp dễ cài đặt, định cấu hình và quản lý, với các dịch vụ và hỗ trợ luôn sẵn có. Điểm chuẩn hiệu suất xác định thiết kế giải pháp, thể hiện hiệu suất của giải pháp với Simcenter STAR của Siemens-CCM +.