中外超算对话关注HPC如何推动工业创新

德国当地时间7月14日，第10届HPC Connection Workshop中外超算高峰论坛在2015国际超级计算机大会ISC15同期举行，来自英国科学与技术设施委员会STFC哈特里中心Hatree Centre、捷克IT4Innovations 国家超算中心、新加坡科技开发局A*Star MSED、中国广州超算中心、中科院超算中心等中外知名超算应用机构的专家汇聚一堂，就高性能计算在工业界的应用，展开了一场别开生面的对话。 

“HPC Connection Workshop” 是由亚洲超算协会和浪潮集团联合举办，每年在德国ISC超算大会、美国SC超算大会期间召开，旨在探讨超算在前沿科学与工程领域的应用创新和发展趋势，推动中国超算同全球的交流与合作。下面让我们一起走进本次论坛，看看这些超算大用户是如何利用HPC推动工业创新发展的？

STFC哈特里超算中心：英国工业的“起搏器”

英国科学与技术设施委员会（Science and Technology Facilities Council，简称STFC）是一个专门管理科研的机构，负责发展英国的科学基础设施，经营一些可以推进工业发展并且促进技术革新的先进设施。

哈特里超算中心（Hartree Centre）落户于STFC管理的达斯伯里实验室（Daresbury Laboratory），拥有英国排名第四的超级计算机，峰值运算能力达到1431.1万亿次，主要用于帮助政府、业界和学术界的合作伙伴完成项目开发和评估。

联合利华是哈特里中心的合作伙伴之一，曾使用该中心的超级计算机进行家庭和个人护理产品的分子结构建模与模拟。由于高精度的仿真模拟，整个开发测试的工作量得以大幅度降低，开发时间从原本的8-12周缩短到45分钟。

超豪华轿车品牌宾利的新车型测试，几乎全部都在哈特里中心的可视化系统上完成。宾利的工程师认为这种方式能够有效加快产品开发时间，并通过减少原型车的生产数量来降低成本。

此外，哈特里中心还与英国国家物理实验所（National Physical Laboratory）进行合作，使用超级计算机开发用于精确模拟材料的新模型。若该项目取得成功，将在更广范围的条件和环境下，大幅提升材料模拟的精度。

A*Star MSED：材料和工程学的“魔法学院”

材料科学与工程研究所（MSED）是新加坡科技开发局（A*STAR）计算资源中心的重要研究部门之一，在航空航天、海洋及海洋油气、化学、电子以及快速消费品等领域已取得诸多建树。

MSED曾帮助某国际化学公司解析多功能金属氧化物催化剂的催化活性，其开发出用于该催化剂的理论体积和表面模型，并进行了密度泛函理论计算（DFT），成功模拟了表面电荷分布和关键化学物对催化剂表面的吸附行为，有效改进了该催化剂。

有趣的是，该研究所利用分子模拟对头发的表面结构展开研究。尽管当前技术进步很快，但科学家们对人类头发表面的详细的分子结构依然了解甚少。为此，该研究所构建了人类头发表面的简化模型，并通过分子动力学模拟来评估脂肪酸层如何使用自由能量，解析出在很多洗发水中含有的18-MEA （18-甲基二十酸）对人类头发的特殊作用。

此外，该研究所还帮助可口可乐、宝洁、新加坡雅拓莱（Electroloy）、GE、劳斯莱斯、丹麦DNP公司（全球最大的光学屏幕生产厂家）等众多制造业和快速消费品公司进行产品、包装、材料的设计和优化，如曾帮助可口可乐开发基于生物塑料的包装材料。

随着高性能计算在工业界得到更深入的应用，众多的企业决策者和经济学家认为这将有助于提高企业的核心竞争力，获得更大的市场优势。而实体经济的好转也将有助于全球经济的复苏。在不远的将来，或许我们的身边会出现更多利用高性能计算设计的产品。