本文最新修改、補充日期2019/12/05

本文主要內(nèi)容
（1）Alpha730產(chǎn)品介紹
（2）Alpha730基于應(yīng)用與市場上高端圖形工作站對比
（3）Alpha730應(yīng)用硬件配置推薦
   三維設(shè)計與仿真計算配置方案
   量子化學(xué)、分子動力模擬計算配置方案
   三維地震資料、地球物理數(shù)據(jù)處理配置方案
   大數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)、實時數(shù)據(jù)建模配置方案
   4K視頻后期處理、多路視頻合成配置方案

西安坤隆計算機科技公司自2012推出地球最快圖形工作站系列，歷經(jīng)七年的技術(shù)不斷升級換代，現(xiàn)今推出UltraLAB Alpha730系列，較前面幾代整體架構(gòu)（頻率、核數(shù)）大幅提升，計算能力更加全面均衡，真正滿足對超大規(guī)模計算與三維圖形兼顧應(yīng)用需求



（一）Alpha730產(chǎn)品介紹

UltraLAB Alpha730是2019年8月上市的一款超級圖形工作站，它是目前計算能力最全面的小型超級計算機，配備4顆intel Xeon 可擴展高頻處理器（最高4GHz）+4塊GPU+海量高速并行存儲的全能完美的超算架構(gòu)，另外機器自身經(jīng)過高性能低延遲優(yōu)化，多核并行計算與圖形性能表現(xiàn)近乎完美。

Alpha730硬件配置特點



 

• 配備4顆intel Xeon第二代 Schalable 高頻處理器,支持QPI和直連架構(gòu)，可選配置：32核@4.3GHz、48核@4.1GHz、72核@3.8GHz、96核@3.5GHz、112核@3.3GHz、112核@3.8GHz
• 支持4塊GPU超算卡架構(gòu)擴展，滿足時域算法、分子動力模擬、AI等加速要求
  
• 支持最新DDR4-2933 REG ECC內(nèi)存，最大容量6TB
  
• 工作站支持24個2.5”盤位+4個3.5寸，最新SAS 12Gbps硬盤接口，通過雙通道高速陣列，8GB緩存，硬盤IO緩存帶寬達(dá)到10GB/S(單項)、20GB/s（雙向）,存儲容量高達(dá)200T
  
• 可以完美運行行業(yè)應(yīng)用軟件，用途更廣泛
  
• 操作系統(tǒng)支持Windows10pro工作站版、Windows Server版 、Linux全系列、支持虛擬共享圖形和并行應(yīng)用
  

產(chǎn)品配置規(guī)格

2.1 超大規(guī)模計算類應(yīng)用的計算架構(gòu)對比

 對于計算規(guī)模巨大，除了增加核數(shù)，還有更關(guān)鍵的是提升頻率，因為大部分計算不是完全理想的多核并行，往往是單核和多核交叉并行計算，因此各種架構(gòu)機型，如果是超大規(guī)模計算或復(fù)雜模型兼顧的話，Alpha730

a)與采用雙Xeon機器比較
雙CPU架構(gòu)特點核數(shù)不足，計算規(guī)模增大，機器算力明顯不夠，計算時間過長，造成多核并行計算能力有限

b)與采用上一代四顆Xeon工作站方案比較
上一代的四顆CPU架構(gòu)的工作站多核并行計算能力顯著提升，但是CPU頻率偏低，在單核計算環(huán)節(jié)（網(wǎng)格自動剖分、掃頻等），處理過程時間冗長，造成整體多核并行計算效率偏低，AlphaS730能夠提供足夠高的頻率，彌補這當(dāng)面的缺陷

c)與采用分布式集群方案缺陷
采用集群方案，往往是計算規(guī)模巨大，但對于一般科研單位，面臨系統(tǒng)管理復(fù)雜、維護難度大，軟件支持有限制，在仿真計算方面，往往計算節(jié)點CPU頻率偏低，計算效率低下，還有面臨硬件的不斷升級換代淘汰損失巨大風(fēng)險，實施周期長等

2.2 基于三維設(shè)計類應(yīng)用對比

以往四路Xeon架構(gòu)的工作站，因為頻率低，在圖形設(shè)計、三維建模、后處理等方面非常薄弱，Alpha730機器，最高頻率到4GHz，可以從容面對復(fù)雜模型三維模型設(shè)計、圖形生成等，同時，可直接為科研設(shè)計部門，當(dāng)一臺可共享的高性能圖形設(shè)計或可視化服務(wù)器使用，同時還具備非常強大的三維圖形渲染的并行計算能力，這是上一代四路圖形工作站所不具備的

Alpha730擁有更合理的核數(shù)與頻率均衡的架構(gòu)，（32核@4.3GHz，48核@4.1Ghz，72核@3.8GHz，96核@3.5GHz，112核@3.8GHz），不僅僅完善了多核并行計算效率，同時圖形生成能力大幅提升


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（三）典型熱門應(yīng)用特點與配置推薦

在海量數(shù)據(jù)級計算行業(yè)應(yīng)用中，典型五類應(yīng)用，如：
（1）超大規(guī)模科學(xué)與工程仿真計算配置方案
（2）量子化學(xué)、分子動力模擬、深度學(xué)習(xí)
（3）海量數(shù)據(jù)資料處理
（4）實時數(shù)據(jù)處理 
（5）影視后期與建筑設(shè)計可視化

UltraLAB Alpha730提供更加精準(zhǔn)應(yīng)用配置，整機展現(xiàn)出無與倫比的超級算力

應(yīng)用1 Alpha730超大規(guī)?？茖W(xué)與工程仿真計算配置方案

典型應(yīng)用如：

超大規(guī)模CAE仿真計算，例如：流體、碰撞、爆炸模擬計算、多物理場耦合計算，典型軟件 Ansys Fluent、Antodyn、Star CCM+、Comsol Multiphysics…
EDA電子系統(tǒng)仿真、電磁場仿真 HFSS、CST Studio Suit、Feko、安捷倫…
超大規(guī)模的科學(xué)計算、數(shù)值模擬、數(shù)學(xué)規(guī)劃Matlab、Mathematica、Octave、Gurobi…

這類應(yīng)用的計算特點：高頻高速（多核并行）規(guī)格的CPU計算處理能力第一要素，其次足夠大的內(nèi)存容量保證超大規(guī)模數(shù)據(jù)存放，超大數(shù)據(jù)量計算方程組的數(shù)據(jù)空間要求，此外CPU-內(nèi)存之間的通道和高io存儲至關(guān)重要，保證整個計算環(huán)節(jié)均衡無延遲.

推薦配置

在量子化學(xué)計算、分子動力模擬等應(yīng)用，例如
（1）量子化學(xué)模擬: Gaussian，VASP，GAMESS，Molpro-Features，NWChem，CPU計算為主，
（2）分子動力模擬：Amber，GRAOMACS，LAMMPS等，其中Amber，GROMACS支持GPU超算

這類應(yīng)用計算特點，CPU計算能力第一要素，復(fù)雜算法如MP2、MP4大內(nèi)容和高io硬盤極其關(guān)鍵，另外Amber、GRAOMACS可以提供GPU加速，AlphaS730顆滿足量子化學(xué)和分子動力模擬的高強度計算要求，從而大大提升求解計算速度，縮短計算時間

推薦配置

在海量數(shù)據(jù)資料處理與計算方面，典型應(yīng)用：

（1）大規(guī)模重、磁、電、震三維數(shù)值模擬和反演成像、可視化等
（2）安防領(lǐng)域的視頻結(jié)構(gòu)化、人臉識別、指紋比對等
（3）醫(yī)學(xué)圖像重建與三維模型可視化，
（4）氣象及海洋數(shù)據(jù)資料處理

面對海量的資料處理，這類應(yīng)用要求計算機具有非常強大的多核并行計算能力，例如海量地質(zhì)資料、安防的多路視頻結(jié)構(gòu)化、氣象資料或醫(yī)學(xué)成像資料處理等，另外這類應(yīng)用數(shù)據(jù)量大，讀寫到內(nèi)存需要一定延遲，因此配備一個高io帶寬的海量數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、大內(nèi)存容量，保證巨大數(shù)據(jù)庫打開和數(shù)據(jù)高速調(diào)入，同時機器具有超級計算與處理能力，另外配備超高端圖卡，對海量數(shù)據(jù)資料的三維可視化模型的流暢轉(zhuǎn)動不卡頓，

Alpha730（112核@3.3GHz/3.8GHz+GPU（雙精度）+海量存儲），提供無與倫比的異構(gòu)超級算力，完全勝任計算任務(wù)


推薦配置

應(yīng)用4 大數(shù)據(jù)統(tǒng)計、挖掘及金融建模應(yīng)用配置方案

實時數(shù)據(jù)計算與處理主要應(yīng)用：
（1）大數(shù)據(jù)分析與挖掘
（2）金融數(shù)據(jù)建模與實時計算
（3）深度學(xué)習(xí)應(yīng)用

例如蒙特拉羅算法需要理想的計算結(jié)構(gòu)---高頻高速（多核）計算架構(gòu)，AlphaS730和前面任何一代產(chǎn)品相比，性能更快
例如AlphaGO這種AI架構(gòu)的，需要一種CPU完美架構(gòu)，同時還兼具GPU超算擴展能力，AlphaS730支持兩塊GPU+四個高頻Xeon，應(yīng)該是最理想的配置方案了

計算特點：實時數(shù)據(jù)計算量巨大，數(shù)據(jù)io環(huán)節(jié)超低延遲

推薦配置：

這類應(yīng)用主要是：
（1）4K/8K視頻編輯,動畫渲染，例如 Edius、Premiere、Media composer、3DS Max、Maya
（2）可視化建筑設(shè)計等，例如 ArchiCAD

對完美畫面提升，4K/8K視頻巨大視頻碼流，多層視頻流的實時編輯，對視頻解壓縮、壓縮計算、渲染、特效合成都需要非常大的計算壓力，AlphaS730（48核@4GHz+雙通道高io海量存儲）無論單核和多核均能給出最強大算力，保證剪輯過程流暢

這類應(yīng)用的計算特點：編碼、解碼、渲染輸出或建筑設(shè)計的實時可視化渲染對cpu要求極高，也有一部分支持GPU渲染，同時需要高io帶寬滿足海量視頻碼流流暢

推薦配置

很多科研部門、都需要這么一臺機器，性能強大全面，又能做圖形、又能做計算、或者圖像處理、還可以供多人使用，看到市場上，一些所謂的工作站專業(yè)廠家，提供的圖形服務(wù)器配置，用Xeon E5 2620v4+若干配備專業(yè)圖卡，做共享圖形服務(wù)器，一方面配置CPU頻率太低（復(fù)雜模型弱爆），另一方面，顯卡廠家內(nèi)心很齷齪，服務(wù)器是共享CPU按核調(diào)用，顯卡居然按卡調(diào)用，這么架構(gòu)，一臺機器最多也就7塊卡，最多7個人使用，另外買卡花錢，還要買license授權(quán)費用，這種廠家這種為了利益，認(rèn)為限制了性能發(fā)揮，另外一個忽視的問題，圖形工作站的cpu頻率更重要，因為復(fù)雜的三維圖形中大量的幾何頂點計算是靠cpu單核承擔(dān)計算任務(wù)的，顯卡再高性能也無能無力，

因此Alpha730的4顆Xeon（高頻高速多核）+4個GPU卡配備，具有CPU多核共享+GPU按核共享（不是按卡共享）的先進的異構(gòu)超算+圖形生成+圖像處理能力，是科研部門、科研團隊多人共享高性能、多任務(wù)計算的非常理想高效經(jīng)濟實惠的選擇

總之，Alpha730僅僅1臺具備超過小集群的高頻高速（多核）并行計算性能，強大的圖形生成能力，徹底改變了四路機器頻率低造成計算低效，和圖形能力不足.

• 對于一個大型建筑/基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計單位，這臺機器不僅可以供多人共享方式做復(fù)雜三維BIM設(shè)計，還可以提供非常強大的異構(gòu)渲染（CPU或GPU渲染計算），一臺機器可以支撐一個大型設(shè)計中心的關(guān)鍵應(yīng)用
  

• 對于一個大型機械設(shè)計單位，這臺機器不僅僅可以搞設(shè)計還是一臺非常強大的仿真計算工作站，僅需一臺機器，足以承擔(dān)仿真中心的關(guān)鍵設(shè)計任務(wù)
  

• 對于一個仿真計算中心，這臺機器，是一個非常完美的小型超級仿真計算計算機

與市場主流雙Xeon（EX620）和上一代Xeon E7v4（Alpha720）架構(gòu)圖形工作站相比，UltraLAB Alpha730不僅僅計算能力強大（最高5.7Tflops的CPU+29.6TFlops(單精度)/14Tflops(雙精度) GPU超算能力），超高性能的三維建模、圖形生成、圖形實時渲染能力，此外可選多通道超高速大容量并行存儲（雙向20GB/s帶寬），保證了超級均衡硬件配置、超級計算、超級圖形應(yīng)用需求，是一款計算架構(gòu)堪稱完美高效多用途小型超級計算機。

總之，超級圖形工作站AlphaS730代表至今（2019年）圖形工作站最高性能，在各個行業(yè)的超大規(guī)模計算方面有著非常廣泛的市場和需求

歡迎咨詢和了解，提供測試和驗證

UltraLAB圖形工作站方案提供商：
西安坤隆計算機科技有限公司
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