云计算和仿真能擦出什么样的火花？

云概念已经有一段时间了。怎么了？如果可以的话，我们不必买一堆软件和工作站。对个人来说使用模拟并不是更好。那么，模拟计算能否走向云计算呢？数据安全吗？使用方便吗？在远算云平台可以给出答案

云技术使得以非常低的成本向公众提供高性能计算（HPC）能力成为可能。想对发动机燃烧过程进行复杂的直接数值模拟吗？或者，您可能只想运行基本的结构仿真，但希望比桌面工作站或内部服务器快1000倍。所以云可以帮助你解决这个问题。在本文中，我们将看到云模拟的现状，并邀请一些行业专家来评估市场和技术本身的现状。

云的技术

首先，让我们定义云。简而言之，云是一种it模式，允许用户访问位于远程数据中心的资源。这些资源可以以附加计算能力的形式，通过HPC集群，或者以软件的形式，可以在用户的浏览器中运行，这样就不需要在本地机器上安装。对于仿真软件的用户来说，这是一个非常有吸引力的建议，因为这些云数据中心可以处理所有的硬件和基础设施问题，这样用户就可以做到最好的工程分析，而不用担心企业级软件部署、持续的现场服务器升级等问题。云计算范式取代了旧的it范式，它侧重于将软件作为产品提供，而云计算则将其产品作为服务提供给用户，用户为实际使用的资源付费，而不是不断地为许可证、CPU能力或其他硬件付费。

是时候结束炒作了

Gartner推测周期图是衡量新兴技术炒作和预期的合理标准，也提供了一些技术被采用的迹象。新技术的采用率很低，因为它们往往处于开发的早期阶段，而且通常只由研究机构和产品开发人员使用。当技术随着生命周期的变化而成熟，公众信任度逐渐提高时，它将得到广泛的应用。根据Gartner 2017年发布的《云计算炒作周期》，云计算本身终于走出了“幻灭的低谷”，进入了“启蒙的斜坡”，这意味着在新兴技术的波动预期最终消失之后，我们现在应该看到，在这些服务进入高生产率状态之前，它们已经开始得到更广泛的应用。

对于那些不熟悉技术炒作周期的人，Gartner提供了以下总结：

创新驱动：技术突破已经开始。早期的概念验证故事和媒体的兴趣引发了重大的宣传。通常没有可用的产品，商业可行性也没有得到证明。

急速扩张：早期的宣传产生了许多成功的故事——往往有很多失败。一些公司采取了行动；但大多数人没有。

幻灭的压抑：随着实验的失败和失败，人们的兴趣逐渐降低。技术提供者要么动摇，要么彻底失败。只有幸存的供应商改进产品，使早期采用者满意，投资才会继续。

启示的斜坡：越来越多的关于技术如何使企业受益并开始实施的例子被越来越广泛地理解。来自技术供应商的第二代和第三代产品正在出现。加大基金投资力度；保守的公司仍然保持谨慎。

平稳期：主流采用开始起步。评估技术可行性的标准更加明确。这项技术广泛的市场适用性和相关性显然得到了回报。

但当分析人士认为云计算尚处于起步阶段时，业界对云计算和模拟有何看法？

行业观点

我们采访了三家供应商，Autodesk、ANSYS和rescale。

Autodesk一直是一家专注于设计的公司，对将云计算功能带到设计师手中很感兴趣，并且已经制定了大约五年的云计算战略。目前，Autodesk提供了一系列基于云的模拟软件包，包括Autodesk CFD、Moldflow，当然还有fusion360。Autodesk通过使用云信用为客户提供云计算时间。用户可以购买云信用，以换取Autodesk云服务的模拟或渲染时间。

ANSYS是一家先于Autodesk的模拟公司，因此它致力于让工程师通过云资源评估更多的设计更改，并做出更好更快的工程决策。当然，ANSYS的目标是使模拟更好、更强。ANSYS通过使用现有许可证或灵活的“弹性单元”作为弹性许可证模型的一部分来提供云计算时间（您可以提前支付模型的费用，或者，如果您用完了，您可以选择转换为后期支付）。弹性许可允许用户从ANSYS访问大多数支持云计算的软件。

Rescale是2011年在旧金山成立的一家初创企业。在短时间内，它已成为世界上最大的高性能计算机基础设施网络，拥有800多万台服务器和1400个公共模拟pflop。rescale scaleX平台提供了250多个不同的包，这些包可以在云上访问，并且可以使用rescale数据中心提供的HPC计算功能。该平台允许用户支付他们使用的计算能力和时间。在软件方面，用户可以按次付费或携带自己的许可证。重缩放提供了计算资源的每秒收费，并推动了软件许可证的每秒计费。

机遇与挑战

工程领域似乎是云计算的后继者。似乎是因为文化和技术的不可接受性。

“数据安全是一个问题，特别是对大型工程公司来说，”ANSYS产品管理总监托德•麦克德维特（Todd McDevitt）说，“这一点正在改善，但对于航空航天、国防和半导体等特殊行业来说，仍然是一个障碍。”

由于国家安全和知识产权问题，这些行业在采用新模式方面相对保守。如果您想将数据迁移到云中，您需要确保数据是安全的。

但数据安全并不是大规模采用的唯一障碍。随着仿真能力的增长，我们对仿真软件的需求也在不断增长——随着仿真变得更加详细和准确，我们会生成更多的数据。

“大型模拟的输出文件是一个挑战，”McDevitt继续说，“理想情况下，使用云技术的工程团队将数据留在云中，并在云中进行管理；然而，事实往往并非如此。大多数公司最终都希望下载模拟输出文件并在其内部系统上长期管理它们。这样，客户的下载时间实际上相当于生成数据所需的时间。

Autodesk似乎也同意上述观点。

Autodesk simulation副总裁Greg Fallon说：“云计算最大的挑战之一是大型数据集的上传和下载。在大型、复杂的模拟中，一个挑战是，将大型文件上载到云中并生成解决问题的大型数据设置后，传统上必须下载这些数据才能查看或使其可用。这很常见，世界上任何一个大型超级计算中心都曾遇到过。

“事实上，随着仿真技术的普及，高端仿真将继续是‘低端’，需要更短的计算和分析时间”，仿真技术曾经是超音速喷气机和一级方程式赛车的专利，但现在被用于设计智能手机和电子书阅读器。事实上，这一趋势正在加速。”

未来的增长和应用

因此，我们可以看到，云仿真市场已经成熟，技术已经足够成熟，可以满足一定的需求。如果目前的趋势继续下去，我们将看到模拟变得平民化，更容易被非专业人士接受。

我们采访的行业专家在不久的将来会是什么样子？

“Rescale定位为一个独特的、开放的解决方案平台，”anselmi说。因为我们支持多个应用程序、多个云服务提供商或单个内部数据中心。”我们相信，对于用户和软件业务生态系统来说，开放平台比单点解决方案更好。”

安塞尔米接着说：“虽然目前云只是高性能计算机的水平，但这是翻天覆地变化的开始。”云的优势在于它可以动态地匹配用户的需求。随着时间的推移（高峰和低谷），用户的需求也在不断变化，同时也出现了不同的结构。对于云计算来说，处理这些需求的能力远胜于本地系统。随着时间的推移，按需付费的硬件和软件将使用户能够满足他们的需求，而无需等待改进模拟时间、增加创新和快速进入市场。

似乎rescale已经了解了客户和软件供应商的未来需求。

那么，软件供应商如何看待不远的未来呢？

麦克德维特说：“首先，我们将继续与我们的网络云托管合作伙伴合作，确保我们的软件运行良好，并在全球100多个数据中心得到充分利用。”。

“我们将继续投资并提高我们的解算器和其他高容量服务的可扩展性，以确保它们利用云的高性能计算资源。我们还在现有产品上进行投资，以使我们的客户更容易使用云HPC资源。我们还开发了“云本地”服务，以改善复杂仿真中工作流的协作，提高大规模设计中节点评估的效率。不久的将来，你会听到更多关于这方面的消息。”

同样，Autodesk在云战略方面也非常活跃。

Autodesk高级产品经理Brian frank说：“将来，fusion 360上会有很多模拟功能

“现在您可以看到fusion360的创意设计。我们将继续走这条路。同时，我们将继续增强我们在其他产品中的模拟能力。但目前，我们的大部分仿真产品已经可以使用云技术。例如，autodeskcfd在云中运行，我们刚刚完成了一个主要的更新，以使云更容易用于并行计算。Moldflow已经在云端呆了很多年了。现在我们已经将DOE添加到云中。总的来说，我们已经参与了如何使用云，现在我们正在尽快将云部署到每个角落。”

“在Autodesk中部署仿真功能的核心原因是，我们相信仿真和分析是整个设计和制造工作流的重要组成部分，”Fallon补充道，“在我看来，模拟没有对工业产生影响的原因之一是，模拟和分析通常由产品开发过程之外的专家进行。仿真工具通常不是产品生命周期管理的工具。CAD设计工具中有一些仿真，但大多数仿真仍然是在外部进行的。所以我们尝试将其引入到设计过程中。在许多方面，创造性设计就是将模拟引入设计过程。它的美妙之处在于你得到了一个预先验证的设计。因此，工具不仅为最终用户提供了所有可能参数的设计选项，而且还是有用的设计选项。”

因此，Autodesk专注于将模拟技术引入下游。但是云计算不仅仅是纯粹的计算。云也提供了更强大的沟通和合作方式。

“我认为我们将继续看到更多以云为中心的功能，例如工作流协作。”弗兰克接着说，“例如，我们将考虑将数据保存在云中，而不是下载数据进行处理。我们希望看到从仿真数据中提取的数据或部分数据，并将其推送到下游业务操作中，或从中生成几何图形或制造支持信息。这就是我认为我们应该关注的。我们认为模拟在云计算中运行得很好，但是现在有价值的信息是从这些算法中产生的，那么如何把它带到下游，让它对客户有价值呢？

无论平台上发生了什么，拥有最大公共云网络的rescale似乎能够为越来越需要云的人们提供服务。

即时共享

Autodesk表示，对于希望开发云模拟战略的公司来说，有三个主要的价值主张需要考虑。

“首先，要有计算能力，如果必要的话，要有足够的计算能力——这就是无限计算的概念。那就是合作。一旦你有了数据，你可以邀请其他人和你一起观看。第三个是即时技术的概念——你不需要下载一个大文件，把它放到你的机器上，然后让它工作。相反，在云上，很容易立即看到数据。这是simscale或supercool等应用程序的即时特性。这就是fusion360问世的原因。它不是瞬间的，但几乎是瞬间的。”

总结

人们真的转向云模拟。然而，随着他们对模拟软件包需求的增加，他们产生了大量的数据。如果数据仍在云中，而不是等待下载大量数据集进行分析，那么数据将得到最佳利用。然而，尽管云服务提供商确信数据在云计算中更安全，但保守的行业仍然有点担心数据安全。在实施云战略之前，这些行业需要服务和软件提供商提供一些令人信服的信息。当技术成熟，安全问题得到缓解，或者当他们确信模拟数据可以在云中得到最好的处理时，他们很可能会跳上云模拟列车，从而减少下载大型数据集的时间。

无论您是以个人身份还是以公司身份访问云计算，您都可以通过rescale的scaleX和其他平台看到，您有各种随用随付的计算时间和软件使用选项。Rescale确实与大多数主要的模拟软件包有很多合作关系，因此新用户不需要学习不同的软件。

总之，基于云的模拟是廉价的，易于使用和熟悉。它们都是你最喜欢的软件，效率更高，按需付费。

你不喜欢什么？随着技术的成熟和从边缘走向成熟，预计基于云的仿真客户将逐渐增加。

下一步：提高你的生产力！