超级计算的“超能力”：NVIDIA数字孪生模拟技术赋能HPC数据中心运营商

NVIDIA Omniverse不但能推动科学和工业工作流的发展，还能助力世界上最复杂设施的设计师、建造方和运营商，使其能利用虚拟世界的优势获益。

驱动全球700万座数据中心运行的技术正在发生快速变化。IT组织能够利用最新技术应对数据成倍增长带来的挑战，同时降低运营成本。

数据中心的设计师、建设方和运营商可以利用模拟和数字孪生技术创建高效率、高性能的设施。但构建能够精确描绘AI超级计算设施所有组成部分的数字孪生，是一项庞大且复杂的工程。

NVIDIA Omniverse模拟平台可简化协作式虚拟设计流程，以应对这一挑战。NVIDIA在SC22上进行了Omniverse演示，展示了数据中心的相关开发人员如何利用这一开放的开发平台，来加强复杂的超级计算设施的设计和开发。

Omniverse助力数据中心运营商，首次实现了来自其核心第三方CAD、模拟和监控应用的实时数据输入的汇总，使他们能够实时查看和处理完整的数据集。

该演示展示了Omniverse如何赋能用户充分利用加速计算、模拟，以及与实时监测和AI相连接的、可用于运营的数字孪生，以简化设施设计、加速设施建设与部署，并持续优化运营效果。

该演示还着重展示了数据中心模拟平台——NVIDIA Air。该平台可用于与Omniverse共同模拟数据中心的中枢神经系统——网络。团队可以利用NVIDIA Air，对整个网络堆栈进行建模，能够在上线之前实现网络硬件和软件的自动化与验证。

创建数字孪生，提升设计与模拟水平

在规划和建造最新的AI超级计算机时，NVIDIA从Autodesk Revit、PTC Creo和Trimble SketchUp等第三方行业工具中采集了多个工程CAD数据集，使设计师和工程师能够查看基于通用场景描述（USD）构建的全保真模型，并通过实时协作进行设计迭代。

PATCH MANAGER是一个用于规划网络布线、资产和物理层点对点连接的企业软件应用。通过将PATCH MANAGER连接至Omniverse，可使端口到端口的连接、机架和节点布局以及布线的复杂拓扑结构集成至实时模型中，以让数据中心工程师能够看到模型的全貌及其依赖关系。

工程师们使用用于计算流体力学的软件Cadence  6SigmaDCX来预测气流和热传递。此外，工程师们还可以使用在NVIDIA Modulus中训练的AI代理进行近乎实时的“假设 ”分析，团队可借此模拟复杂的热力和冷却变化并实时查看模拟结果。

NVIDIA Air可以模拟和先验具体的网络拓扑结构，包括协议、监控和自动化等方面。

当数据中心建设完成后，工程师能够将传感器、控制系统和遥测系统连接到Omniverse内构建的数字孪生中，实时监控数据中心运营情况。工程师借助完全同步的数字孪生，可以模拟功率峰值、冷却系统故障等常见的危险情况。运营商可以通过AI的修改建议来优化重要的优先事项，例如提高能效、减少碳足迹等。通过数字孪生，运营商可以在将软件与组件升级部署到实体数据中心之前，对其进行测试和验证。