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演绎速度与激情 解密F1赛车背后IT引擎

  【IT168 专稿】一级方程式赛车世界锦标赛(FIA Formula One World Championship)又被称为F1赛车,一直以来是业内规格最高、速度最快、最引人注目的汽车赛事,也是最富激情和商业价值的运动之一。作为赛车业内的优异赛事,我们今天欣赏的F1赛车绝不仅仅是赛车手的较量,而是高科技、团队精神、车手智慧与勇气的集合体,IT科技力量也在其中起到了重要关键的作用。

F1背后的科技支撑
▲赛车现场

  日前,2013世界一级方程式赛车锦标赛在上海举办,世界领先车队齐聚上海角逐该赛事最高荣誉。而在这场赛事的背后,各大IT公司的科技竞争也在悄然进行。例如,凯特汉姆车队一级方程式的背后IT供应商就是戴尔公司。

  F1背后的科技支撑

  戴尔与凯特汉姆车队的合作早在车队成立之初就已经开始。2010年,马来西亚企业家托尼.费尔南德斯出资收购莲花车队,并将其改名为凯特汉姆车队。戴尔则作为凯特汉姆车队的IT供应商支持凯特汉姆车队征战了多场F1赛事。

F1背后的科技支撑
▲在赛道上飞驰的凯特汉姆车队赛车

  戴尔为凯特汉姆车队的IT环境包括两套非常重要的计算系统,一套是位于英国伦敦总部的高性能计算环境,主要担负的责任是进行赛车设计所需要的各种风洞模拟运算;另一套则是位于F1比赛现场的赛道IT环境,用于收集赛道相关的信息数据并进行分析,为制定比赛策略提供支持。

F1背后的科技支撑
▲F1赛车比较的是各个车队的综合实力,IT在其中扮演了关键角色

  正如我们知道的那样,F1的赛事遍布于全球各个地区,而在这样的情况下,如何保证随处迁移的时候IT系统的高效性和稳定性也成为了考验戴尔的一个问题。事实上,戴尔在F1赛道旁提供了一个小型的机房,通过集装箱数据中心的形式随车队每周迁移,同时也经历过40摄氏度高温的酷热考验,证明了戴尔服务器、存储等系统的稳定性。目前,戴尔给凯特汉姆车队的支持包括了全球2小时技术支持响应,可以随时提供给车队必要的支持。

  “整个IT系统的每一个设备和环节都必须保证正常工作,否则赛车就无法开出车库。而所有的工作只需要一个人在2-3天内就可完成。” Caterham车队IT负责人Antony Smith表示。

  赛道IT系统实现决策分析

  Antony向我们详细介绍了整个赛道IT系统,据介绍,随着凯特汉姆车队的赛道IT系统包括了3台服务器,型号包括Dell PowerEdge R720以及Dell PowerEdge R620。基于三台物理服务器,凯特汉姆车队在其上构建了30多个虚拟机,用于完成赛道IT系统的所有计算任务,例如普通的文件归档,AD,数据上传。服务器接收赛车数据,进行数据分析,并提供给所有使用者等等。

赛道IT系统实现决策分析
▲凯特汉姆车队维修中心

  “虚拟机的应用使我们大大提高了服务器利用率,这样我们既可以节省能源,又可以减轻重量。每公斤服务器我们要支付250美元运输费用,因此减轻设备重量对我们十分重要。我们共有3台物理服务器,30台虚拟服务器。如果一台机器出了问题,我们可以换用另外的机器。” Antony谈到:“所有的一切都关系到成本和性能。”

  为了应付各地举办的赛事带来的IT系统迁移需求,戴尔帮助凯特汉姆车队构建了模块化数据中心,将服务器、交换机、以及EqualLogic存储产品整合一起交付给凯特汉姆车队,这个模块化数据中心随凯特汉姆车队在不同的比赛地点中迁移。

赛道IT系统实现决策分析
▲随凯特汉姆车队一起在各地征战的模块化数据中心

  “一些比赛的地方非常热,例如马来西亚和新加坡,这给我们IT系统的散热带来了一些问题。” Antony谈到:“这也是戴尔PowerEdge系列新型服务器的优势之处。全新的戴尔服务器、交换机和EqualLogic设备可以在更高的温度下工作。比如在马来西亚,我们的服务器可以在最高35度的环境下工作,通常服务器的工作环境温度在18-20度之间。大家都希望数据中心的工作温度可以高些,这样就可以节省那些用于冷却系统的电源,也就意味着我们不需要携带更多的冷却设备,也不需要为冷却系统提供额外的电源。这让我们的工作更加简单。”

赛道IT系统实现决策分析
▲赛车调优也需要基于IT数据分析为基础

  此外,Antony谈到,在条件简陋的F1赛场,各种意外都有可能发生,例如William车队在曾在巴塞罗那比赛的时候发生过意外着火的事故,所有IT设备和数据都付之一炬。“有些事情我们无法控制,所以,我们必须有所备份以防不备之需。现在我们已经有数据恢复方案,我们不仅仅是备份数据,即使支撑虚拟机环境的物理机发生损坏,我们也完全可以将虚拟机快速复制和迁移到其他设备上,以确保万无一失。”

  高性能计算助力赛车设计

  戴尔为凯特汉姆车队提供的赛道IT系统帮助凯特汉姆车队分析数据,制定并随时调整赛车策略,而位于凯特汉姆伦敦总部的戴尔高性能计算系统则在赛车设计环境中承担至关重要的环节,也就是赛车设计的环节。

  据Antony介绍,位于凯特汉姆伦敦总部的高性能计算环境主要应对于流体力学方面的计算,具体而言就是在高性能计算环境中精确地模拟风洞,从而改进对赛车的设计。

高性能计算助力赛车设计
▲高性能计算环境对风洞的模拟

  空气动力学设计是F1在IT分析团队中的核心,需要通过1500个节点在高性能计算机上共同计算流体动力学(CFD)设计而成的。成功的关键在于,设计一辆赛车,在它能够提供足够抓地力的同时,使其减速,使用CDF,可以在100秒的时间内有效地建立出风洞测试后的模型图。

  位于凯特汉姆伦敦总部的高性能计算环境主要应对于流体力学方面的计算,具体而言就是在高性能计算环境中精确地模拟风洞,从而改进对赛车的设计。虽然我们在F1比赛现场无法看到它的真面目,但是Antony仍然向我们详细介绍了这套系统。

  据介绍,这套高性能计算系统应用了Intel Cluster Ready HPC系统,配置有预先测试好的戴尔硬件、Platform Computing中间件以及ISV应用程序,整套HPC系统采用了186个基于英特尔至强5570系列处理器的戴尔PowerEdge M610刀片服务器,并与戴尔PowerVault MD3200和MD1200存储阵列相连。在供电和散热方面,使用了APC的数据中心解决方案,为关键部件提供高能效的供电和散热。而在该车队不断发展时,这些后台IT系统不但能提供内存扩展能力,还能提供卓越的性能。

  此外,尽管位于凯特汉姆车队伦敦总部的高性能系统与赛道IT系统相隔两地,各自担负了不同的处理任务,但二者之间也经常会相互交换信息。通过赛道IT系统,位于伦敦总部的工作人员可随时访问比赛现场的数据,掌握最新的比赛进展;通过每次试跑,比赛,分析赛道级赛车本身的数据才能将制造出来的赛车变得更加完善。这样,即使出厂时赛车的成绩还并不十分理想,但通过赛事过程中数据的累积与分析,实现对赛车的不断优化,最终赛车的成绩在整个比赛过程中还会不断提高。

  终端设备全面支持

  实际上凯特汉姆并不是唯一一家使用戴尔产品和解决方案的车队,但却是从服务器、存储、笔记本电脑到移动终端均采用戴尔产品和技术的车队。我们在F1赛车现场,除了戴尔的企业级解决方案在F1赛车中有重要的位置,Precision工作站和Alienware外星人笔记本也在其中扮演了关键角色。

终端设备全面支持
▲除了戴尔企业级产品,戴尔还全线为凯特汉姆车队赞助了笔记本和工作站

  戴尔Precision工作站超强的计算能力,使它们非常适合技术要求高,复杂的数据驱动计算,是计算流体动力学(CFD)在出厂时使用的程序。Precision移动工作站也发挥了关键作用,负责高性能计算和轨道工程数据分析工作。

  每个赛车轮胎上都具有两个收集赛车数据以及路况信息的传感器,当赛车疾驰而过,所产生的数据量巨大,现场工作人员通过工作站、笔记本电脑快速地存取和处理这些数据,车队现场工作人员使用的是戴尔Latitude笔记本、戴尔Alienware外星人笔记本和Precision工作站,为了随时追踪比赛最新进展,工作人员也使用平板等移动终端,而使用的移动终端也同样是戴尔产品。这可以帮助他们掌握最新的比赛进展并提供实时数据分析。

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