--清華大学自動車衝突国家重点研究室様　CAE解析向けのHPC導入事例--

＜概要＞
中国名門である清華大学の自動車衝突国家重点研究室がCAE解析にNECのクラスタシステムを導入し、研究開発に必要とされる大規模計算に役に立つ。
注：クラスタシステムはHPC（High Performance Computing）技術の一つの成果である。

［お客様のニーズ］
清華大学は中国でトップクラスの大学であり、工学領域においての研究レベルの高さから中国のみならず世界からも好評が受けている。近年、自動車業界での研究開発手段の一つとしてはCAE(Computer Aided Engineering)解析技術が良く用いられ、その解析技術を利用する場合は高い計算性能を持つ計算システムが不可欠である。解析の目的と精度にもよるが、導入価格の安さと計算性能の高さから最近クラスタシステムが最も注目されている。当然、名門大学である清華大学自動車衝突研究室が機種を選定する際に最重視しているのは価格ではなく、ベンダが持っているソリューション力及びノーハウにある。

［NECのソリューション］
中国の自動車業界ではNECハードウェアの知名度はあまり高くない。しかし、CAE解析技術利用の先進国アメリカと日本では、CAE解析に必要なソフトはNECのハードウェア上で稼動した実績が数多くあり、また、これまで日本と北米では世界一流の自動車メーカーと数年に渡る共同開発経験があるため、豊富な経験とノーハウを積み、NECの技術力とソリューション力も認められている。
今回清華大学に期待されているのは、ハードウェアの高い信頼性と安定性のほかに、HPC環境構築の経験及びCAE解析のコンサルティング能力である。過去の実績と提案力の高さにより、2007年1月に他社と競争した結果清華大学がNECのクラスタシステム（８台Expressサーバ）を導入していただいた。
他社に勝ったもう一つの理由は、NECのソフトチューニング・ノーハウでもある。清華大学自動車衝突研究室が自動車衝突をシミュレーションするにはLS-DYNAという汎用動的構造解析ソフトを利用するので、LS-DYNAの計算性能がハードウェアの依存性が大きく、計算精度と計算速度を最高なパフォーマンスに上げるにはLS-DYNAのチューニングを実施する必要がある。NECのソフトチューニング・ノーハウはハードウェア拡販ビジネスにおいて競争力の一つとしている。
注：LS-DYNAは世界有名な非線形動的汎用解析ソフトであり、自動車、船舶、鉄道、建設、電機業界で広く使われている。

［ソリューション効果］
下図は導入したクラスタシステムのイメージーである。
構成は2ウェーのIAサーバ(注1)8台によるクラスタシステムで、MPIという並列計算ライブラリを通じ、高性能の並列計算環境を実現できる。
            

８台のExpressサーバが清華大学自動車衝突研究室内に置かれているため、防塵やクーラーなどの設備を設置する空間がなく、良い環境ではない。しかし、北京の炎暑と厳冬を耐え、数十時間といったタフな計算作業が順調に行われてきた。「NECのサーバは導入前の機器評価段階の予想を超えた高い計算パフォーマンスが示され、1年間無停止に稼動してきた。研究室の研究に助けてもらった」と清華大学自動車衝突国家重点研究室の周青教授から褒める言葉をいただいた。
下図は現場実情の写真である。
                

ソフトのチューニングにより、同じ計算負荷の場合、CPU使用率を85%までに引き上げることができ（他社のBMT結果は73%以下）、計算時間を短縮する目的を実現できた。

［Why NEC?］
IAサーバであれば、業界標準規格に準拠する部品を集成しているので、完成品間の格差がないのではないかと一部のユーザが思われ、ついに値引き交渉に陥る。実はNECのサーバには発熱装置を設置しているので、見た目は確かに他社と変わりがないが、タフな計算を行う場合はCPUの故障確率が低く、サーバの安定性が優れている。また価格面では過酷な価格競争により、生産と流通のコストが最小限に抑えられ、競争のある価格体系に設定されている。さらに、お客様がNECのマシンを選ぶ最も重要な理由の一つはNECのソリューション力と技術力である。

［その他］
清華大学自動車衝突国家重点研究室の実績により、2007年末、同じく清華大学自動車工学部に属している特殊車両研究開発研究室が12台のNECサーバを購入することを決めた。NEC製品を選ぶ理由はNECハードウェア品質と安定性の高さ及び製造業、科学研究領域を対象とする「HPCソリューション＋LS-DYNAをメインとするCAEコンサルティング」の総合ソリューション力である。
研究開発領域でのCAE解析技術応用がアメリカと日本では広く取り込まれているが、中国では最近展開されつづ状況であり、CAE解析技術を応用する能力の高い人材が少ない。NECSLがCAE解析技術の応用に支援するにはエンジニア向けのCAE解析技術を教育するサービスも提供している。

［LS-DYNAアプリケーション］
市場の競争を勝ち抜くために、自動車メーカを含めた船舶、航空、鉄道、電気機器などの会社が最近製品の少量化・多様化を追求している。しかし、従来の設計開発手法を使う場合は商品の開発コストが高く、開発周期も長いため市場の競争を勝ち抜けない。そのため新しい研究開発手法が求められている。CAE解析技術は計算機性能の発達により成熟しつづ、その特長として従来開発した商品の性能を確認するには実験をしなければならないが、CAE解析技術を用いれば実験を行う必要がなくなり、計算机上にシミュレーションすれば開発した商品の性能を確認することができる。莫大の実験費用を節約できるため、企業にとっては大きなメリットがある。特に計算機の販売価格が低下することにより初期導入コストも減り、一般企業がCAE解析技術の重要性と便利性をますます認識され、商品開発を行う際にCAE解析技術を徐々に導入し始めている。
LS-DYNAは非線形動的解析アプリケーションであり、様々な動的現象をシミュレーションすることができる。アメリカや日本などCAE解析技術応用の先進国では自動車、電気機器、鉄道、航空業界での研究開発員が開発コストの削減と開発周期の短縮を求め、実験の代わりにLS-DYNAを良く使用されている。NECSLが去年の１０月にLS-DYNAの開発元であるLSTC社から中国地域(中国本土、香港、マカオ)でのLS-DYNA代理販売権を獲得した。LS-DYNA代理販売権を獲得してからの半年間、上海や北京にある車の設計会社と自動車メーカと買取、レンタルといった形で複数の契約をした。中国にNECSLを除くLS-DYNAの代理販売会社もあるが、他社に比べNECSLのLS-DYNAの技術サポート力の高さとLS-DYNAを使ったCAEコンサルティングの質もお客様に認められている。

注1：IAサーバとはIntel Architectureによるサーバを意味する。

本文の詳細及びHPCのことについては、
NEC信息系統(中国)有限公司自動車ソリューション事業部営業担当　楊松
　　　Email：yangsong@necsl.com.cn Tel：+86-10-8231-7788内線519
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