超擎数智 × Cadence 一体式机柜方案：以软硬协同交付支撑高性能设计与仿真应用加速

随着芯片设计、电子系统设计、复杂仿真和 AI 辅助研发任务持续增长，企业对本地高性能计算环境的需求正在从单点服务器部署，逐步转向软硬件预集成、交付周期更短、运行环境更稳定的一体式解决方案。

在设计仿真类场景中，客户不仅需要 GPU 算力、存储系统和高速网络，也需要上层专业软件能够在底层硬件环境中稳定运行。硬件与软件如果分开建设，容易出现部署周期长、环境适配复杂、责任边界不清和上线效率低等问题。

围绕这一需求，超擎数智与 Cadence 开展合作，打造面向高性能设计、仿真与 AI 加速场景的一体式机柜方案。该方案由超擎数智负责硬件基础设施建设与机柜集成交付，Cadence 负责上层软件运行与应用适配，通过软硬协同方式，为客户提供开箱即用、快速部署、稳定运行的本地高性能计算环境。

一、项目背景：设计仿真场景需要软硬件一体化交付

在芯片设计、电子系统研发和复杂工程仿真过程中，设计验证、仿真计算、模型求解、图形可视化和结果分析等任务对计算资源提出较高要求。随着设计规模扩大、仿真精度提升和 AI 技术引入，传统单机或分散式计算环境逐渐难以满足高效率研发需求。

此类场景具有几个明显特点：

第一，任务链条复杂。设计仿真工作往往涉及前处理、计算、存储、可视化和结果分析多个环节，需要计算节点、存储节点、管理节点和软件平台协同工作。

第二，软件环境要求高。Cadence 等专业软件对系统环境、许可证管理、网络访问、计算资源调用和运行稳定性都有明确要求，底层硬件环境必须与软件运行需求充分适配。

第三，交付周期要求短。客户希望尽快获得一套可运行的软硬件环境，而不是分别完成服务器采购、网络建设、存储配置、软件部署和联调适配。

第四，后续运维需要清晰。对于设计研发团队而言，系统上线后必须便于管理、监控、扩展和故障定位，避免环境复杂导致研发效率下降。

基于上述需求，超擎数智与 Cadence 共同打造一体式机柜方案，将 GPU 计算、虚拟化节点、存储、计算/存储网络、带内管理和带外管理预集成在标准机柜中，形成面向专业软件运行的高性能基础环境。

二、方案定位：超擎负责硬件底座，Cadence 负责软件运行

本项目采用软硬协同交付模式。超擎数智负责底层硬件基础设施，包括 GPU 服务器、虚拟化节点、存储服务器、交换网络、机柜集成、布线设计、上架实施和基础联调；Cadence 负责上层专业软件运行和应用环境适配。

这种分工能够有效降低客户部署复杂度。客户无需分别协调硬件厂商、网络集成商、存储厂商和软件厂商，而是通过联合方案获得一套面向实际业务应用的完整运行环境。

本方案的核心目标包括：

构建一体式机柜硬件环境，减少现场部署复杂度；

提供 GPU 计算能力，支撑设计仿真、AI 加速和图形可视化等任务；

提供本地存储能力，支撑数据集、工程文件和仿真结果存放；

通过高速网络连接计算和存储资源，保障任务运行效率；

通过带内和带外管理网络，提升系统可运维性；

为 Cadence 软件运行提供稳定、标准化、可交付的底层环境。

三、硬件方案设计：一柜集成计算、存储、网络与管理能力

本次一体式机柜方案采用单柜集成设计，将计算服务器、虚拟化节点、存储服务器、交换机和管理网络设备统一部署在标准机柜中。根据机柜规划，设备自下而上依次布局 GPU 计算节点、存储节点、管理/可视化节点和网络设备，兼顾散热、走线、维护和后续扩展需求。

1. GPU 计算节点：4 台 8 卡 L20 服务器

计算资源由 4 台 8 卡 L20 GPU 服务器组成，作为主要算力节点，面向设计仿真、AI 加速、图形计算和专业软件运行提供 GPU 计算能力。

L20 GPU 具备较好的图形渲染、AI 推理、科学计算和通用加速能力，适合需要兼顾图形处理、仿真加速和 AI 工作负载的研发场景。4 台 8 卡服务器组成的计算资源池，可为多用户、多任务并行运行提供基础支撑。

在一体式机柜中，GPU 服务器集中部署在机柜下半部分，有利于承重稳定和线缆管理，也便于结合冷热通道进行风道组织，保障高密度 GPU 设备长期稳定运行。

2. 虚拟化节点：1 台单卡 L20 服务器

除 4 台 8 卡 L20 服务器外，方案还配置 1 台单卡 L20 虚拟化节点。该节点可用于承载轻量级可视化、远程桌面、虚拟化应用、软件管理或部分辅助计算任务。

在设计仿真场景中，虚拟化节点可以为用户提供更加灵活的接入和使用方式。例如，研发人员可通过远程图形化环境访问软件平台，进行模型查看、结果分析和交互式操作。该设计能够将重负载计算任务与轻量交互任务进行区分，提升整体资源使用效率。

3. 存储节点：1 台 NFS Server

方案配置 1 台存储服务器，作为 NFS Server，为计算节点和软件环境提供共享文件服务。该存储节点可用于承载工程文件、输入数据、模型文件、仿真中间结果和输出结果。

对于设计仿真类任务而言，存储系统不仅承担数据保存功能，也直接影响计算任务的数据读取和结果写入效率。通过集中式 NFS 存储，多个计算节点可以访问统一数据空间，便于任务调度、结果管理和多用户协作。

4. 高速网络：1 台 SN8700 用于计算与存储互联

网络层面，方案配置 1 台 SN8700 交换机，用于计算节点与存储节点之间的高速互联，同时承载核心计算与存储数据通道。

通过高速交换网络，GPU 服务器、虚拟化节点和存储服务器之间可形成稳定的数据访问路径，支撑仿真数据读取、工程文件访问、结果写入和多节点协同任务。对于专业软件运行环境而言，网络的稳定性和低时延表现，直接关系到整体任务执行效率。

5. 带内管理网络：2 台 10G Switch

方案配置 2 台 10G 带内交换机，用于承载系统管理、业务访问、软件服务通信和部分管理流量。

双交换机设计有助于提升管理网络的可用性，也便于将不同类型的业务或管理流量进行分层接入。对于一体式机柜而言，带内网络是用户访问、服务管理和软件运行的重要通道，需要在交付阶段完成清晰规划和规范布线。

6. 带外管理网络：1 台 IPMI Switch

方案配置 1 台 IPMI Switch，用于服务器和设备管理口接入，实现带外管理能力。

带外管理网络独立于业务网络运行，即使操作系统、业务网络或软件服务出现异常，运维人员仍可通过 IPMI 管理通道查看设备状态、执行远程开关机、故障排查和基础维护操作。对于一体式交付设备而言，带外管理是提升可运维性和故障恢复能力的重要组成部分。

四、机柜规划：面向稳定运行和便捷运维的物理设计

本项目采用一体式机柜交付形式，设备布局兼顾重量分布、散热组织、线缆路径和后续维护便利性。

从机柜设计看，4 台 GPU Server 分布在机柜下部区域，有助于降低重心，提升机柜整体稳定性。NFS Server 和 Head Node / Visualization Node 位于中部区域，便于计算节点访问和现场维护。网络设备集中部署在机柜顶部，包括 Mellanox HDR Switch、两台 10G Switch 和 IPMI Switch，便于上行链路汇聚、线缆收束和后续运维操作。

这种布局方式具备几个优势：

第一，承重更合理。高密度 GPU 服务器通常重量较大，放置在机柜下部有利于整体稳定。

第二，散热路径更清晰。GPU 服务器集中部署后，可结合机柜前后风道进行气流组织，减少冷热风混流。

第三，布线更规范。计算、存储、管理和带外网络的线缆可按照功能分区统一规划，降低线缆交叉和维护难度。

第四，维护更方便。网络设备、管理节点和存储节点位置清晰，便于现场人员进行链路检查、端口定位和设备维护。

五、超擎数智交付内容：从硬件集成到基础联调

在本项目中，超擎数智承担硬件底座建设和一体式机柜集成交付工作，核心交付内容包括设备规划、上架部署、线缆连接、网络联调、基础检查和交付移交。

1. 设备上架与机柜集成

超擎数智根据机柜布局设计完成 4 台 8 卡 L20 GPU 服务器、1 台单卡 L20 虚拟化节点、1 台 NFS 存储服务器、1 台 SN8700 交换机、2 台 10G 带内交换机和 1 台 IPMI 带外交换机的上架部署。

现场实施过程中，团队重点关注设备安装顺序、机柜承重、前后维护空间、供电连接和散热方向，确保整柜设备具备长期稳定运行条件。

2. 综合布线与链路标识

超擎数智按照计算网络、存储网络、带内管理网络和带外管理网络进行分层布线，并完成端口标识、线缆标签和链路对应关系整理。

规范化布线不仅有助于现场美观，更直接影响后续运维效率。通过清晰的链路标识，客户或软件团队可以快速定位服务器、交换机端口和网络路径，降低后续排障难度。

3. 网络连接与基础联调

超擎数智完成 SN8700、10G Switch、IPMI Switch 与各节点之间的基础连接与联调，确认计算节点、存储节点、虚拟化节点和管理网络具备基础通信条件。

其中，SN8700 主要保障计算与存储之间的数据通道，10G Switch 承载带内管理与服务访问，IPMI Switch 承载带外管理链路。通过分层网络设计，系统既能满足软件运行需求，也具备独立管理和故障恢复能力。

4. 硬件健康检查与交付确认

设备上架和连线完成后，超擎数智对服务器、GPU、存储、交换机和管理网络进行基础健康检查，确认设备加电状态、端口状态、管理口可达性和基础链路状态正常。

交付完成后，超擎数智向客户和 Cadence 软件团队提供基础硬件环境信息，包括设备位置、网络连接关系、管理接入方式和基础检查结果，为后续软件部署和应用运行提供明确支撑。

六、Cadence 软件运行：硬件底座之上的专业应用能力

在本联合方案中，Cadence 负责上层软件运行与应用环境适配。超擎数智提供的硬件底座，为 Cadence 软件部署提供稳定的计算、存储和网络基础。

基于该一体式机柜，Cadence 可在本地环境中运行专业设计、仿真、验证和相关工作负载。GPU 计算节点用于加速高性能任务，虚拟化节点用于交互式访问和可视化需求，NFS Server 提供共享文件空间，高速网络保障计算与存储之间的数据交互。

软硬件协同后，客户可获得一套面向专业研发场景的整体运行环境，减少从硬件建设到软件上线之间的适配成本。

七、方案价值：一柜交付，降低部署复杂度

1. 缩短系统上线周期

通过一体式机柜预集成，计算、存储、网络和管理设备在交付前已完成规划设计，现场只需按标准流程完成部署和联调，可显著降低多厂商、多系统分别建设带来的时间成本。

2. 降低软硬件适配风险

超擎数智负责硬件底座，Cadence 负责软件运行，双方围绕统一方案开展协同，有助于减少硬件环境与软件需求不匹配的问题，提升整体交付确定性。

3. 提供稳定的本地高性能计算环境

4 台 8 卡 L20 GPU 服务器提供主要计算能力，单卡 L20 虚拟化节点提供交互式访问和轻量任务支持，NFS Server 提供共享存储，SN8700 提供高速互联，整套环境能够支撑专业软件在本地稳定运行。

4. 提升运维便利性

带内管理网络和带外 IPMI 管理网络分离，使系统既便于日常访问与软件管理，也便于故障情况下进行远程运维。清晰的机柜布局和线缆标识进一步降低后续维护成本。

5. 支撑专业研发场景持续扩展

该一体式机柜可作为客户后续专业软件运行、设计仿真任务扩展和 AI 加速应用的基础单元。未来可根据业务规模继续扩展 GPU 节点、存储容量或多柜互联能力，形成更大规模的研发计算环境。

八、结语：以软硬协同交付提升专业应用落地效率

本次超擎数智与 Cadence 合作的一体式机柜方案，体现了高性能计算环境从“设备堆叠”向“软硬协同交付”的转变。对于专业设计与仿真场景而言，只有底层硬件、网络、存储和上层软件形成协同，才能真正缩短部署周期，降低适配风险，提升应用运行效率。

超擎数智在本项目中承担硬件底座建设和机柜集成交付工作，通过 GPU 服务器、虚拟化节点、存储服务器、高速网络、带内管理和带外管理的一体化设计，为 Cadence 软件运行提供稳定可靠的基础环境。

未来，超擎数智将继续发挥在 AI 算力、高性能网络、综合布线和系统集成交付方面的能力，与生态合作伙伴共同打造更多软硬件一体化解决方案，助力客户加速专业研发、设计仿真和 AI 应用落地。