Airbus đưa vào vận hành siêu máy tính mới theo mô hình HPC-as-a-service, tăng gấp 3 năng lực thiết kế máy bay

Airbus vừa chính thức đưa vào vận hành một hạ tầng siêu máy tính mới do Bull cung cấp nhằm phục vụ quá trình phát triển các thế hệ máy bay tương lai. Hệ thống này đã được lắp đặt tại hai cơ sở của hãng ở Toulouse và Hamburg từ cuối năm ngoái đến đầu năm nay, nhưng nay mới được công bố chính thức. Theo Bull, năng lực xử lý tổng thể của nền tảng mới cao gấp khoảng 3 lần so với siêu máy tính trước đây mà Airbus sử dụng, dù hãng hàng không vũ trụ châu Âu không tiết lộ cấu hình chi tiết hay tổng công suất tính toán.

Điểm đáng chú ý là Airbus không mua đứt toàn bộ hệ thống theo cách truyền thống, mà chọn mô hình HPC-as-a-service. Đây là hình thức “siêu máy tính như một dịch vụ”, trong đó nhà cung cấp chịu trách nhiệm triển khai, vận hành, hỗ trợ kỹ thuật và thường gói chung cả phần cứng lẫn dịch vụ trong một hợp đồng dài hạn. Theo thông tin được tiết lộ, Airbus sẽ chi gần 100 triệu euro trong 5 năm cho thỏa thuận trọn gói này. Cách tiếp cận đó cho phép doanh nghiệp tiếp cận năng lực tính toán hiệu năng cao, hay HPC (High-Performance Computing), mà không phải tự gánh toàn bộ chi phí đầu tư, nâng cấp và vận hành hạ tầng phức tạp.

Về mặt kỹ thuật, hệ thống mới được xây dựng trên nền tảng rack BullSequana XH3000 của Bull với thiết kế mô-đun. Thiết bị được lắp ráp sẵn trong các container trước khi chuyển tới địa điểm triển khai, giúp rút ngắn thời gian đưa vào hoạt động. Cụm máy sử dụng kết hợp các blade tính toán — tức các mô-đun máy chủ dạng mỏng, tối ưu mật độ triển khai — chạy bộ xử lý AMD EPYC thế hệ Genoa và Turin, cùng các blade GPU của Nvidia. GPU, vốn nổi tiếng trong đồ họa, hiện cũng là thành phần chủ lực cho các tác vụ tính toán song song quy mô lớn như mô phỏng vật lý, AI và phân tích dữ liệu.

Hệ thống còn tích hợp lớp lưu trữ IBM Spectrum Scale thông qua các thiết bị Storage Scale System. Đây là nền tảng lưu trữ song song hiệu năng cao, được thiết kế để cho phép nhiều nút tính toán truy cập dữ liệu cùng lúc với độ trễ thấp — yếu tố rất quan trọng trong các bài toán mô phỏng kỹ thuật. Về kết nối nội bộ, Bull sử dụng Nvidia InfiniBand NDR, trong đó NDR là viết tắt của Next Data Rate, chuẩn mạng tốc độ rất cao dành cho trung tâm dữ liệu và siêu máy tính, hỗ trợ băng thông 400 Gbps trên mỗi cổng. Loại liên kết này giúp các máy chủ trao đổi dữ liệu cực nhanh, giảm nghẽn cổ chai khi chạy các khối lượng công việc lớn.

Dù phần cứng được đặt tại hai địa điểm khác nhau, Bull cho biết chúng được kết nối để vận hành như một siêu máy tính thống nhất. Hiện tại, tác vụ chưa được chia nhỏ để chạy đồng thời trên cả hai nơi, mà mỗi công việc sẽ được thực thi tại một địa điểm phù hợp nhất. Việc lựa chọn này do batch scheduler đảm nhiệm — đây là phần mềm điều phối hàng đợi tác vụ, tự động phân bổ công việc đến tài nguyên còn trống hoặc phù hợp nhất. Cách làm này giúp Airbus tận dụng tốt năng lực hệ thống mà vẫn đơn giản hóa vận hành.

Nhu cầu nâng cấp siêu máy tính của Airbus gắn trực tiếp với tham vọng phát triển digital twin, hay “bản sao số”. Đây là mô hình số hóa gần như toàn diện của một sản phẩm vật lý, cho phép kỹ sư mô phỏng hành vi, hiệu năng và các điều kiện vận hành ngay trên máy tính trước khi chế tạo thực tế. Trong lĩnh vực hàng không, điều này đặc biệt quan trọng vì toàn bộ khung thân, khí động học, tải trọng và nhiều yếu tố kỹ thuật khác có thể được kiểm tra sớm, giúp rút ngắn chu kỳ phát triển và giảm chi phí thử nghiệm.

Một trong những công cụ được cho là sẽ hưởng lợi lớn từ hệ thống mới là CODA, phần mềm mô phỏng động lực học chất lưu tính toán, hay CFD (Computational Fluid Dynamics). CFD là kỹ thuật dùng máy tính để mô phỏng cách không khí hoặc chất lỏng chuyển động quanh vật thể, từ đó giúp đánh giá lực cản, lực nâng, phân bố áp suất và hiệu quả khí động học. CODA được phát triển chung bởi Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR), phòng thí nghiệm hàng không vũ trụ Pháp ONERA và chính Airbus, nên rất phù hợp với các bài toán thiết kế máy bay, trực thăng và các nền tảng bay thế hệ mới.

Theo đại diện Bull, Airbus trước đó là khách hàng lâu năm của HPE trong khoảng 24 năm. Tuy nhiên, trong đợt mua sắm mới nhằm thay thế hệ thống cũ và đạt mục tiêu tăng khoảng 3 lần hiệu năng, Bull đã giành chiến thắng nhờ bài toán giá trên hiệu năng, tức tỷ lệ giữa chi phí bỏ ra và sức mạnh tính toán thu được. Đây là tiêu chí then chốt trong các dự án HPC, nơi doanh nghiệp không chỉ quan tâm đến tốc độ tuyệt đối mà còn phải tối ưu hiệu quả đầu tư trong nhiều năm.

Bull cũng hé lộ rằng họ đang làm việc với Airbus về một số thuật toán AI và điện toán lượng tử để đáp ứng nhu cầu tính toán trong tương lai, dù chi tiết chưa được công bố. AI, hay trí tuệ nhân tạo, ngày càng được dùng để tối ưu thiết kế, phân tích dữ liệu mô phỏng và hỗ trợ ra quyết định kỹ thuật. Trong khi đó, điện toán lượng tử vẫn là lĩnh vực còn non trẻ nhưng được kỳ vọng có thể giải quyết một số bài toán tối ưu và mô phỏng phức tạp vượt ngoài khả năng của máy tính truyền thống. Việc Airbus quan tâm sớm đến các công nghệ này cho thấy cuộc đua số hóa trong ngành hàng không đang bước sang giai đoạn sâu hơn.

Bull cho biết toàn bộ hạ tầng siêu máy tính đa địa điểm này đã đi vào vận hành đầy đủ chỉ sau 14 tháng kể từ khi ký hợp đồng — một tiến độ đáng chú ý đối với dự án có độ phức tạp cao. Không chỉ nhắm đến hiệu năng, hệ thống còn được thiết kế với yếu tố bền vững: lượng nhiệt sinh ra từ quá trình vận hành sẽ được thu hồi để cung cấp cho các tòa nhà lân cận trong khuôn viên Airbus. Điều đó phản ánh xu hướng mới của các trung tâm dữ liệu và siêu máy tính hiện đại: không chỉ mạnh hơn, mà còn phải hiệu quả năng lượng và thân thiện môi trường hơn.