海光CPU助力龙思云 加速国产化应用在设计仿真行业落地
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海光CPU助力龙思云 加速国产化应用在设计仿真行业落地

从海光CPU、国产操作系统,到WiseCloud平台和CAD、CAE等专业应用,看一套国产设计仿真环境如何真正搭起来、跑起来。

设计仿真正在成为国产计算环境进一步深入的专业研发场景。

相比通用办公业务,CAD三维设计、CAE仿真计算等研发任务对CPU、GPU、内存、存储以及软件兼容性都有更高要求。企业不仅需要完成CPU、服务器和操作系统的国产化,还需要继续解决专业软件适配、研发算力供给、数据管理以及原有业务迁移等问题。

因此,真正落地一套国产设计仿真环境,需要解决的并不是单一软硬件替换,而是从底层算力到工程师实际使用的专业应用,形成一套完整、稳定的研发环境。

基于这一需求,龙思云与海光共同打造国产化设计仿真云解决方案,以海光国产CPU作为算力底座,结合龙思云WiseCloud设计仿真云平台,进一步连接国产操作系统、研发软件、数据和算力资源,为CAD、CAE、CAM等专业研发业务提供统一运行环境。

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一套国产设计仿真环境,具体由什么组成?

从底层算力一直到工程师最终使用的专业软件,这套方案可以直观地拆成四层。

硬件层:海光CPU + 国产服务器

底层采用海光C86系列国产CPU,搭配国产服务器、高带宽内存、大容量NVMe SSD、分布式存储以及专业图形GPU。

服务器支持横向扩展,可以根据企业实际研发规模继续增加计算、图形和存储资源,为大型三维设计及仿真计算提供基础算力。

系统层:国产操作系统

在硬件环境之上,方案适配银河麒麟、统信UOS等国产操作系统,并完成与海光CPU的适配优化,为上层平台和专业应用提供稳定的基础运行环境。

平台层:龙思云WiseCloud

WiseCloud部署在国产软硬件环境之上,提供云工作站、云应用、共享数据平台、软件授权集中管理、研发项目管理等能力。

原本分散在不同工作站上的CPU、GPU、存储、软件和数据资源,可以进一步进入统一的研发环境进行管理和调度。

应用层:CAD、CAE、CAM等专业软件

最终到达工程师实际使用的一层。

目前方案兼容机械制造、电子电路、建筑设计、航空航天等领域300余种主流设计仿真应用,覆盖CAD、CAE、CAM等专业研发软件。


因此,从底层到上层,整套环境的关系可以直接理解为:

海光CPU / 国产服务器
↓
银河麒麟 / 统信UOS等国产操作系统
↓
龙思云WiseCloud
↓
CAD / CAE / CAM等专业研发应用


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搭起来之后,具体解决什么?

技术架构最终还是要落到工程师每天的实际工作中。从具体研发场景来看,这套方案主要解决三件事:算力怎么用、软件怎么管、数据怎么存。


研发算力,从单机工作站变成共享资源

传统模式下,CAD、三维设计以及仿真等高负载业务通常依赖高性能物理工作站。每台设备的CPU、GPU和内存配置相对固定,不同工程师之间的资源也很难共享。

通过WiseCloud,可以将底层计算、图形和存储资源进行池化。

工程师进行二维、三维设计时,可以调用相应的图形资源;进入复杂仿真计算任务后,又可以根据任务需求获得相应的计算资源。

从“一人一台固定工作站”,转变为“统一资源池 + 按需使用”。

研发算力资源共享,通过共享架构替代传统单机工作站,提高算力资源利用效率。


研发软件,从分散安装变成集中管理

企业研发部门往往同时使用多种CAD、CAE、CAM软件,并且还涉及不同版本以及软件授权。

如果每台工作站分别安装和维护,软件版本、升级以及授权管理都会越来越复杂。

在WiseCloud环境中,研发软件可以统一部署和管理,对软件版本和授权进行集中管控,减少分散部署带来的重复管理和资源浪费。 

工程师面对的依然是自己熟悉的专业软件,但企业后台管理的软件、授权和资源环境开始集中起来。


研发数据,从本地分散变成统一管控

设计图纸、三维模型、仿真文件以及计算结果,本身就是企业的重要研发资产。

方案通过分布式多副本存储保障数据安全,并可以联动OA实现数据外发审批,结合审计机制,对研发数据进行全生命周期管理。 


因此,整个研发环境的变化其实非常直观:

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传统研发环境

WiseCloud研发环境

高性能工作站独立配置

算力资源池化

CPU/GPU资源固定

根据研发任务调度资源

研发软件分散安装

软件统一部署管理

软件授权分散

授权集中管理

数据分散在不同终端

研发数据集中存储

数据外发难统一追踪

外发审批审计管理


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那专业软件到底跑不跑得起来?

对于设计仿真国产化来说,完成CPU、操作系统和平台的部署只是第一步。真正进入企业研发环境,还要看CAD、CAE等专业应用能否稳定运行,复杂模型和计算任务能否获得足够的性能支撑。

此次方案完成了海光 Hygon C86 7490、银河麒麟 V10 SP3与龙思云WiseCloud的适配验证。针对国产CPU与操作系统环境下可能出现的指令兼容、驱动缺失以及服务启动等问题,方案完成底层环境适配,使WiseCloud核心组件能够在国产环境下稳定运行。

在研发算力方面,验证环境搭载128线程海光CPU与已验证显卡,并通过vGPU虚拟化技术将物理资源池化,根据设计与仿真任务动态调度计算和图形资源。

从实际验证结果来看,核心业务用例实现100% PASS,算力利用率由传统单机环境下的不足30%提升至80%以上,图形渲染测试无卡顿,SolidWorks等专业软件能够流畅运行。

同时,在业务迁移测试过程中,系统全程无崩溃、无异常,业务响应达到要求,满足7×24小时生产级运行标准。

这组验证结果对应的不只是国产软硬件之间完成了兼容适配,而是进一步验证了国产计算环境承载实际设计仿真业务的可行性。

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原来的研发环境,怎么迁移到国产环境?

除了新建研发环境,企业实际推进国产化时还有一个绕不开的问题:

原来的业务怎么办?

设计仿真环境中往往已经存在大量软件、配置和研发数据。如果简单更换底层环境,跨平台迁移可能出现数据中断、配置丢失以及业务稳定性不可控等问题。

针对这一场景,WiseCloud可以在海光CPU + 银河麒麟环境中复刻原有业务环境,并通过增量同步技术完成业务迁移。

整个过程可以概括为:

现有研发环境
↓
业务环境复刻
↓
数据增量同步
↓
国产环境验证
↓
业务平滑迁移

迁移测试过程中系统全程无崩溃、无异常,业务响应速度达到要求,满足7×24小时生产级运行标准。因此,国产化并不只是重新搭建一套新的IT环境,还需要考虑企业现有研发业务如何继续运行,以及工程师原有的研发工作如何平稳进入新的环境。

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一套底座,进入不同研发场景

当底层环境完成适配之后,同一套架构还可以进一步进入不同类型的研发业务。

在高端装备制造领域,大型三维模型、设计与仿真以及异地研发,对高性能图形和计算资源提出持续需求。通过云端算力池化,可以将原本分散的研发资源进行统一调度,进一步支撑设计、仿真等研发流程。

在集成电路与电子信息领域,企业除了需要应对动态变化的计算需求,还面临EDA软件授权、核心IP数据安全以及跨团队设计协同等问题。方案通过弹性算力、集中研发环境和数据安全能力,支撑相关研发流程。

在科研院所及商业航天、船舶、电子等场景中,研发环境则进一步涉及仿真算力、数据安全、软件许可以及跨区域协同。通过算力、数据、软件和协同环境的统一,可以支撑不同研发组织之间的资源使用与业务协同。


行业不同、使用的软件不同、需要的算力规模也不同,但底层逻辑是一致的:


将国产算力转化为真正能够承载专业研发业务的统一环境。


结语


对于企业IT部门来说,这套方案的底层是海光CPU、国产服务器、国产操作系统、GPU和存储。

但对于工程师来说,最终看到的依然应该是熟悉的研发工作:

打开SolidWorks进行三维设计,进入CAE软件进行仿真分析,根据任务调用相应的CPU、GPU和内存资源,访问项目数据,完成设计、计算和结果处理。

底层基础设施发生变化,但研发工作本身不应该因为国产化变得更加复杂。

这也是WiseCloud在整套方案中承担的作用:

向下连接国产算力与基础软硬件环境

向上承载设计、仿真、软件与研发数据,将底层国产基础设施进一步转化为工程师可以实际使用的研发环境。

从海光CPU,到国产操作系统,再到WiseCloud与SolidWorks等专业研发应用,国产化正在沿着一条更加具体的路径进入设计仿真工作流。