北鲲云超算平台助力新材料发掘速度提升100倍

新材料是决定一国高端制造及国防安全的关键因素，成为国际竞争的重点领域之一。2011年我国新材料产业总产值仅仅为0.8万亿元，预计到2021年有望突破7万亿元。

以往新材料的研发，大多采用试错法。一种新材料从最初的研究开发，经过性能优化、系统设计与集成、验证、制造再到投入市场，整个周期通常需要10-20年时间。最近在工程领域出现的集成材料计算与计算机技术相结合范例表明，可以把现有的材料研发周期缩短到2-3年。

中南大学杜勇团队首先采用热力学软件Thermo-Cale调用硬质合金多组元热力学数据库CSUTDCCI计算相关成分下烧结区域的相图。然后利用动力学模拟软件DICTRA，根据合金制备时的参数如合金成分、烧结温度、烧结时间及烧结气氛等,可预测梯度硬质合金中梯度层的厚度及成分分布、相分布。根据模拟结果，设计所需的工艺参数以制备出具有期望显微组织的梯度硬质合金。最后对合金进行显微组织、相和成分分布及性能等的研究。通过计算模拟可对梯度硬质合金进行高效设计，大大减少人力和物力成本，缩短产品的开发周期。

从新材料挖掘的整个过程中来看，一方面需要高算力，保证并行处理性能。无论是在美国能源部所属的橡树岭国家实验室还是劳伦斯伯克利国家实验室,亦或是国家能源研究科学计算中心(NERSC)，都将旗下部署的超算中心中超过六分之一的机时用于材料科学相关的研究；另一方面，在计算运行过程中，也会产生大量的过程文件，例如若是每天算1000个密度泛函理论的材料计算任务，就会产生约1TB的数据，对存储系统有着不小的考验。

北鲲云超算云平台提供了全球领先的Nvidia A100 和Nvidia V100 GPU卡，单集群最大可提供100,000核心算力，还向客户免费开放了10PB存储空间，并预装了Gaussian、VASP、NAMD、AMBER等在内的300+行业软件，可满足客户进行材料计算模拟所需海量算力、软件及存储需求。

考虑到用户不同的IT技能水平，北鲲云超算平台还支持命令行、可视化和图形界面等多种作业提交方式，即使没有高级IT技能的研究人员，都可在短时间内通过北鲲云超算平台计算出几百上千种材料的结构信息、热力学稳定性、电子结构信息等。经实验检验，通过北鲲云超算平台对材料进行计算模拟，可将新材料的发现速度提高至10到100倍。

北鲲云超算平台致力于为有高算力需求的用户提供一站式云超算服务，已为数千家企业级用户提供算力服务，帮助用户解决算力不足，计算资源老化等问题，提高计算效率，有效地缩短研发周期。