GPU的用處到底有多大？從一開(kāi)始的圖像處理只用于游戲，到后來(lái)的用于大規(guī)模并行計(jì)算幫助科研人員計(jì)算一些復(fù)雜重復(fù)的問(wèn)題，再到現(xiàn)如今推動(dòng)著整個(gè)人工智能的發(fā)展。可以說(shuō)它帶動(dòng)著整個(gè)社會(huì)科學(xué)的發(fā)展前進(jìn)。那么對(duì)于我們生活切切相關(guān)的材料學(xué)，它又有何本領(lǐng)？

計(jì)算材料學(xué)是目前材料學(xué)中發(fā)展最快的一門學(xué)科，材料學(xué)是研究材料的制備或加工工藝、材料結(jié)構(gòu)與材料性能三者之間的相互關(guān)系的科學(xué)，它為材料設(shè)計(jì)、制造、工藝優(yōu)化和合理使用提供科學(xué)依據(jù)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)研究的體系越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的解析推導(dǎo)方法已不敷應(yīng)用，甚至無(wú)能為力。而計(jì)算機(jī)的發(fā)展，通過(guò)對(duì)材料的模擬與設(shè)計(jì)，為其復(fù)雜體系研究提供了新的手段，這就誕生了計(jì)算材料學(xué)。

計(jì)算材料學(xué)主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一方面是計(jì)算模擬，即從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出發(fā)，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型及數(shù)值計(jì)算，模擬實(shí)際過(guò)程；另一方面是材料的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，即直接通過(guò)理論模型和計(jì)算，預(yù)測(cè)或設(shè)計(jì)材料結(jié)構(gòu)與性能。前者使材料研究不是停留在實(shí)驗(yàn)結(jié)果和定性的討論上，而是使特定材料體系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果上升為一般的、定量的理論，后者則使材料的研究與開(kāi)發(fā)更具方向性、前瞻性，有助于原始性創(chuàng)新，可以大大提高研究效率。因此，計(jì)算材料學(xué)是連接材料學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)的橋梁。

計(jì)算成了計(jì)算材料學(xué)中最為核心的一部分，目前常用的計(jì)算方法包括第一性原理從頭計(jì)算法，分子動(dòng)力學(xué)方法，蒙特卡洛方法，元胞自動(dòng)機(jī)方法、相場(chǎng)法、幾何拓?fù)淠Ｐ头椒ā⒂邢拊治龅取?duì)材料學(xué)而言計(jì)算研究特別重要，因?yàn)橛?jì)算不僅可以深入理解材料的細(xì)節(jié)，節(jié)約研發(fā)成本，而且在某些特殊情況下計(jì)算可以用來(lái)代替或指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。

那么AMAX能為計(jì)算材料學(xué)提供什么樣的支持呢？

以GPU為代表的高性能計(jì)算技術(shù)有效提高了計(jì)算機(jī)的模擬能力，結(jié)合算法以及理論，在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境下從納觀、微觀、介觀、宏觀尺度對(duì)材料進(jìn)行多層次研究，也可以模擬超高溫、超高壓等極端環(huán)境下的材料服役性能，模擬材料在服役條件下的性能演變規(guī)律、失效機(jī)理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)材料服役性能的改善和材料設(shè)計(jì)，有效減少了在優(yōu)化材料和設(shè)計(jì)新工藝方面所必須進(jìn)行的大量試驗(yàn)。材料模擬和材料制備工藝大幅進(jìn)步，極大地促進(jìn)了新產(chǎn)品的優(yōu)化和開(kāi)發(fā)。

目前AMAX就內(nèi)蒙古科技大學(xué)對(duì)用于計(jì)算材料學(xué)中設(shè)備計(jì)算能力的提升，同時(shí)也要滿足智能圖像處理的需求，提供計(jì)算解決方案。AMAX提出由4U8卡的GPU服務(wù)器ServMaxXR-48201GK和2U12盤位存儲(chǔ)服務(wù)器XR-22301ST的組成方案。憑借TeslaK40MGPU的突破性的性能和更大的內(nèi)存容量，企業(yè)用戶可以快速地處理大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)TeslaK40MGPU加速器采用智能英偉達(dá)GPUBoost技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)⑿阅芴嵘臻g轉(zhuǎn)化為用戶可控的性能提升，讓用戶可以在各種應(yīng)用程序上釋放未曾發(fā)揮出的部分性能。它幫助研究人員處理海量大數(shù)據(jù)，從大規(guī)模而復(fù)雜的可視化中取得全新的深刻見(jiàn)解。以推動(dòng)解決最復(fù)雜的科學(xué)難題。