UltraLAB AS730超级图形服务器应用配置方案2019

本文主要内容
（1）AlphaS730产品介绍
（2）AlphaS730基于应用与市场上高端图形工作站对比
（3）AlphaS730应用硬件配置推荐
   三维设计与仿真计算配置方案
   量子化学、分子动力模拟计算配置方案
   三维地震资料、地球物理数据处理配置方案
   大数据分析、深度学习、实时数据建模配置方案
   4K视频后期处理、多路视频合成配置方案

       西安坤隆计算机科技公司自2012推出地球最快图形工作站系列，历经七年的技术不断升级换代，现今推出UltraLAB AlphaS730系列，较前面几代整体架构（频率、核数）大幅提升，计算能力更加全面均衡，真正满足对超大规模计算与三维图形兼顾应用需求。

（一）AlphaS730产品介绍

        UltraLAB AlphaS730是2019年3月上市的一款超级图形服务器，它是目前计算能力最全面的小型超级计算机，配备四颗intel Xeon 可扩展高频处理器（最高4GHz）+双GPU的全能超算架构，另外机器自身经过高性能低延迟优化，多核并行计算与图形性能表现近乎完美。

AlphaS730硬件配置特点：

• 配备4颗intel Xeon Schalable 高频处理器,支持QPI和直连架构，可选配置：48核@4.0GHz、72核@3.7GHz、96核@3.4GHz、112核@3.2GHz
• 。
• 支持2*GPU超算架构扩展支持GPU超算扩展，满足时域算法、分子动力模拟、AI等加速要求。
• 支持最新DDR4-2666 REG ECC内存，最大容量6TB。
• 工作站支持24个2.5”盘位，最新SAS 12Gbps硬盘接口，通过双通道高速阵列，8GB缓存，硬盘IO缓存带宽达到10GB/S(单项)、20GB/s（双向）,存储容量高达200T。
• 可以完美运行行业应用软件，用途更广泛。
• 操作系统支持Windows10pro工作站版、Windows Server版 、Linux全系列、支持虚拟共享图形和并行应用。

产品配置规格：

主要应用领域
       为行业软件和计算规模，量身定制出高性能、高可靠计算硬件架构，再加上独有的专业级硬件系统优化，和同等配置其他品牌机器相比，让软件计算速度再提升100%~500%，一款完美、高效能的专业级图形工作站。

超大规模的科学计算、数值模拟、数学规划Matlab、Mathematica、Octave、Gurobi…
结构、流体、热分析、多物理场耦合 Ansys、Abaqus、Nastran、LS-Dyna、Fluent、STAR CCM+、COMSOL Multiphysics...
电子系统仿真、电磁场仿真 HFSS、CST Studio Suit、Feko、安捷伦…
分子模拟、分子动力学计算，例如Lammps、Amber、NAMD…
大数据分析、挖掘、金融数据实时建模  Hadhoop、R语言、Python、SPSS…
海量数据处理（地球物理资料、海洋数据处理、视频结构化等）
4K~8K影视后期、建筑设计与渲染硬件配置
共享/虚拟/私有云超级（CPU+GPU）图形服务器

（二）AlphaS730与市场上高端图形工作站对比

2.1 超大规模计算类应用的计算架构对比
       对于计算规模巨大，除了增加核数，还有更关键的是提升频率，因为大部分计算不是完全理想的多核并行，往往是单核和多核交叉并行计算，因此各种架构机型，如果是超大规模计算或复杂模型兼顾的话，AlphaS730

a)与采用双Xeon机器比较
       双CPU架构特点核数不足，计算规模增大，机器算力明显不够，计算时间过长，造成多核并行计算能力有限。

b)与采用上一代四颗Xeon工作站方案比较
       上一代的四颗CPU架构的工作站多核并行计算能力显著提升，但是CPU频率偏低，在单核计算环节（网格自动剖分、扫频等），处理过程时间冗长，造成整体多核并行计算效率偏低，AlphaS730能够提供足够高的频率，弥补这当面的缺陷。

c)与采用分布式集群方案缺陷
       采用集群方案，往往是计算规模巨大，但对于一般科研单位，面临系统管理复杂、维护难度大，软件支持有限制，在仿真计算方面，往往计算节点CPU频率偏低，计算效率低下，还有面临硬件的不断升级换代淘汰损失巨大风险，实施周期长等。

2.2 基于三维设计类应用对比
        以往四路Xeon架构的工作站，因为频率低，在图形设计、三维建模、后处理等方面非常薄弱，AlphaS730机器，最高频率到4GHz，可以从容面对复杂模型三维模型设计、图形生成等，同时，可直接为科研设计部门，当一台可共享的高性能图形设计或可视化服务器使用，同时还具备非常强大的三维图形渲染的并行计算能力，这是上一代四路图形工作站所不具备的。
       AlphaS730拥有更合理的核数与频率均衡的架构，（48核@4Ghz，72核@3.7GHz，96核@3.4GHz，112核@3.2GHz），不仅仅完善了多核并行计算效率，同时图形生成能力大幅提升。

（三）典型热门应用特点与配置推荐

在海量数据级计算行业应用中，典型五类应用，如：
（1）超大规模科学与工程仿真计算配置方案
（2）量子化学、分子动力模拟、深度学习
（3）海量数据资料处理
（4）实时数据处理 
（5）影视后期与建筑设计可视化
UltraLAB AlphaS730提供更加精准应用配置，整机展现出无与伦比的超级算力

应用1  AlphaS730超大规模科学与工程仿真计算配置方案

典型应用如：
       超大规模CAE仿真计算，例如：流体、碰撞、爆炸模拟计算、多物理场耦合计算，典型软件 Ansys Fluent、Antodyn、Star CCM+、Comsol Multiphysics…
EDA电子系统仿真、电磁场仿真 HFSS、CST Studio Suit、Feko、安捷伦…
超大规模的科学计算、数值模拟、数学规划Matlab、Mathematica、Octave、Gurobi…
       这类应用的计算特点：高频高速（多核并行）规格的CPU计算处理能力第一要素，其次足够大的内存容量保证超大规模数据存放，超大数据量计算方程组的数据空间要求，此外CPU-内存之间的通道和高io存储至关重要，保证整个计算环节均衡无延迟。

推荐配置：

应用2：超大规模量子化学、分子动力学模拟计算配置方案

在量子化学计算、分子动力模拟等应用，例如
（1）量子化学模拟  Gaussian，GAMESS，Molpro-Features，NWChem，CPU计算为主，
（2）分子动力模拟：Amber，GRAOMACS，LAMMPS，其中Amber，GROMACS支持GPU超算

        这类应用计算特点，CPU计算能力第一要素，复杂算法如MP2、MP4大内容和高io硬盘极其关键，另外Amber、GRAOMACS可以提供GPU加速，AlphaS730颗满足量子化学和分子动力模拟的高强度计算要求，从而大大提升求解计算速度，缩短计算时间。

推荐配置：

应用3  海量数据资料并行处理配置方案

在海量数据资料处理与计算方面，典型应用：
（1）大规模重、磁、电、震三维数值模拟和反演成像、可视化等
（2）安防领域的视频结构化、人脸识别、指纹比对等
（3）医学图像重建与三维模型可视化，
（4）气象及海洋数据资料处理

       面对海量的资料处理，这类应用要求计算机具有非常强大的多核并行计算能力，例如海量地质资料、安防的多路视频结构化、气象资料或医学成像资料处理等，另外这类应用数据量大，读写到内存需要一定延迟，因此配备一个高io带宽的海量数据存储系统、大内存容量，保证巨大数据库打开和数据高速调入，同时机器具有超级计算与处理能力，另外配备超高端图卡，对海量数据资料的三维可视化模型的流畅转动不卡顿。

AlphaS730（112核@3.2GHz+双GPU（双精度）+海量存储），提供无与伦比的异构超级算力，完全胜任计算任务。

推荐配置：

 应用4 大数据统计、挖掘及金融建模应用配置方案

实时数据计算与处理主要应用：
（1）大数据分析与挖掘
（2）金融数据建模与实时计算
（3）深度学习应用

       例如蒙特拉罗算法需要理想的计算结构---高频高速（多核）计算架构，AlphaS730和前面任何一代产品相比，性能更快
例如AlphaGO这种AI架构的，需要一种CPU完美架构，同时还兼具GPU超算扩展能力，AlphaS730支持两块GPU+四个高频Xeon，应该是最理想的配置方案了。

计算特点：实时数据计算量巨大，数据io环节超低延迟。

推荐配置：

应用5 4K/8K视频后期与可视化建筑设计配置推荐

这类应用主要是：
（1）4K/8K视频编辑,动画渲染，例如 Edius、Premiere、Media composer、3DS Max、Maya
（2）可视化建筑设计等，例如 ArchiCAD

       对完美画面提升，4K/8K视频巨大视频码流，多层视频流的实时编辑，对视频解压缩、压缩计算、渲染、特效合成都需要非常大的计算压力，AlphaS730（48核@4GHz+双通道高io海量存储）无论单核和多核均能给出最强大算力，保证剪辑过程流畅。

       这类应用的计算特点：编码、解码、渲染输出或建筑设计的实时可视化渲染对cpu要求极高，也有一部分支持GPU渲染，同时需要高io带宽满足海量视频码流流畅。

推荐配置：

应用6. 图形服务器共享应用-三维设计中心、仿真计算中心等
        很多单位都需要这么一台机器，性能强大全面，又能做图形、又能做计算、或者渲染、还可以供多人使用，看到市场上，一些所谓的工作站专业厂家，提供的图形服务器配置，用Xeon E5 2620v4+若干配备专业图卡，做共享图形服务器，一方面配置CPU频率太低（复杂模型弱爆），另一方面，显卡厂家内心很龌龊，服务器是共享cpu，按核调用，显卡居然不是，是按卡调用，这么弄，一台机器最多也就7块卡，最多7个人使用，买卡花钱，还要买license授权费用，这种厂家这种为了利益，认为限制了性能发挥，另外一个忽视的问题，图形工作站的cpu频率更重要，因为复杂的三维图形中大量的几何顶点计算是靠cpu单核承担计算任务的，显卡再高性能也无能无力。因此Alpha730的高频高速（多核）架构，成为共享图形服务器是非常不错的选择。
       总之，AlphaS730仅仅1台具备超过小集群的高频高速（多核）并行计算性能，强大的图形生成能力，彻底改变了四路机器频率低造成计算低效，和图形能力不足。
       对于一个大型建筑/基础设施设计单位，这台机器不仅可以供多人共享方式做复杂三维BIM设计，还可以提供非常强大的异构渲染（CPU或GPU渲染计算），一台机器可以支撑一个大型设计中心的关键应用。
       对于一个大型机械设计单位，这台机器不仅仅可以搞设计还是一台非常强大的仿真计算工作站，仅需一台机器，足以承担仿真中心的关键设计任务。
       对于一个仿真计算中心，这台机器，是一个非常完美的小型超级仿真计算计算机。
       与市场主流双Xeon（EX620）和上一代Xeon E7v4（Alpha720）架构图形工作站相比，UltraLAB AlphaS730不仅仅计算能力强大（最高5.7Tflops的CPU+29.6TFlops(单精度)/14Tflops(双精度) GPU超算能力），超高性能的三维建模、图形生成、图形实时渲染能力，此外可选多通道超高速大容量并行存储（双向20GB/s带宽），保证了超级均衡硬件配置、超级计算、超级图形应用需求，是一款计算架构堪称完美高效多用途小型超级计算机。
       总之，超级图形工作站AlphaS730代表至今（2019年）图形工作站最高性能，在各个行业的超大规模计算方面有着非常广泛的市场和需求。