浪潮信息“软硬协同”方案落地，助力新材料企业研发效率提升近40%

三号青年

在新材料研发领域，高性能计算正成为创新的关键驱动力。当一家领先的材料企业遭遇算力瓶颈、研发进度受阻时，浪潮信息并未止步于简单的硬件升级，而是以“标本兼治”为核心理念，创新性地采用了“硬件焕新”与“软件调优”双轮驱动的协同策略。这一系统性方案从根本上优化了数据中心架构，不仅显著提升了整体性能与运行稳定性，更成功助力企业研发效率实现了近40%的跨越式提升。

研发受阻——算力瓶颈拖慢材料创新
在新材料研发领域，无论是新型合金还是新能源材料的开发，都离不开密集计算与分子动力学模拟，算力已成为材料创新的重要支撑。然而作为该领域的佼佼者，某新材料企业（下称“客户”）却在业务关键期遭遇明显的算力瓶颈。

在材料晶体结构复杂计算和大规模并行任务场景下，系统响应时延飙升至20毫秒以上，部分节点CPU持续满负载运行，内存与存储瓶颈叠加，导致大量计算任务在队列中空转，研发人员不得不“人等车”。客户初步判断是硬件资源不足，计划通过部件扩容的方式来解决。



面对客户的初步判断，浪潮信息专家团队并未急于实施扩容，而是进一步思考：问题是否仅源于硬件资源不足，还是与更深层的系统性因素有关？在获得授权后，专家服务团队通过解析系统运行日志与性能曲线，发现了多项异常迹象：

资源回收机制存在缺陷。部分计算任务结束后，CPU占用率仍维持在40%以上，内存释放率不足50%，子进程未被正常销毁，持续占用计算资源；
       
存储系统性能瓶颈被忽略。磁盘I/O等待时间最高达到150ms，远超正常阈值，原有SAS硬盘在高并发小文件随机读写场景下成为瓶颈，拖慢了整体计算链路；

多部件协同调度存在盲区。系统无法智能分配资源，导致CPU密集型与I/O密集型任务抢占同一节点资源，形成算力拥堵。

这些发现意味着，仅通过扩容单一部件难以从根本上解决问题，新增资源也可能很快被消耗，相关问题在业务高峰期仍有再次出现的风险。客户真正需要的不是局部补强，而是一套兼顾硬件焕新与软件调优的的系统性方案。

治本思维——软硬焕新协同发力
基于这一诊断，浪潮信息为客户量身定制了一套“焕新”+“软硬协同”的综合服务方案，系统化破解研发过程中面临的算力瓶颈问题：
在硬件层面，浪潮信息专家服务团队严格按照原厂标准化服务流程开展作业，从现场环境评估、设备断电防护，到静电消除、部件拆卸安装，使核心计算节点得到全方位优化：

CPU焕新：基于系统日志分析锁定性能瓶颈环节，将相关节点升级为新一代高性能CPU，提升核心计算单元并行处理能力，为复杂模拟任务提供更强算力支撑；       

内存扩容：46台核心计算节点采用DDR5内存进行精准扩容，单节点容量扩展至2TB以上，并优化内存通道配置，确保海量中间计算结果可高效缓存；

硬盘升级：针对I/O敏感型应用，将现有SAS硬盘升级为企业级NVMe SSD，实现数据读写吞吐量数倍提升，拓宽数据通道。
在软件系统方面，专家服务团队与客户研发部门协同，围绕材料微结构模拟软件VASP、大规模原子/分子并行模拟器LAMMPS等核心研发应用开展全链路性能分析，并针对软件兼容性与参数适配问题持续优化方案：

新增“任务优先级队列”，将重点研发项目的VASP任务设为最高优先级，确保算力资源优先供给；
优化内存分配策略，根据VASP任务的计算规模预设内存阈值，避免内存过度分配或不足，降低内存交换频率；
               
开发跨软件任务调度接口，实现不同模拟任务之间的资源协同调度。

焕新服务不限于零部件更替，更在于释放存量资产的计算价值。调优完成后，在客户当前典型业务场景下，VASP任务计算效率提升25%，LAMMPS任务计算速度提升30%，集群整体资源利用率由38%提升至78%，研发任务平均延迟率降至5%以下，研发周期缩短近40%。

对于强调时效的新材料研发而言，系统的持续平稳运行同样至关重要。为此，浪潮信息同步为客户提供了覆盖全生命周期的原厂维保服务，并结合AIOps能力与InManage基础设施智能管理平台，对关键节点运行状态进行实时监控、风险预警和快速响应，推动运维模式由被动处置向主动预防转变，为大规模模拟计算任务提供7×24小时保障。

最终，浪潮信息凭借其“焕新+软硬协同”的整体解决方案，为客户构建了覆盖“硬件底座、应用优化、智能运维”的全方位保障体系。优化后的数据中心在高并发场景下运行流畅，任务吞吐量激增超过50%，关键研发周期缩短近四成。这不仅极大缓解了研发团队的算力焦虑，更将宝贵的智力资源从等待中解放出来，使其能更专注于前沿的材料探索与核心技术攻关，真正以稳固高效的算力基础设施，赋能企业创新跑出“加速度”。