带学生实训搭工厂算力资源统一调度管理平台,我攒了半本教研笔记

上周三进机房,刚推开门就看见大三的张同学趴在工作站屏幕前面拍桌子。他组的减速器仿真已经排了47分钟,隔壁组的人挂着个无关的3D渲染测试,GPU占了80%,连个仿真结果的边都没摸到。

从”抢算力”开始的第一堂课

之前的实训课,我们有6台带高端GPU的工作站,专门给学生跑CAE分析用。一开始是按学号排时间段,结果总有人占着机子挂着聊天软件、下电影,真要跑仿真的人蹲在旁边等得抓耳挠腮。上次有个组因为抢不到算力,期末的齿轮接触疲劳仿真只跑了30%的额定工况,答辩的时候被评委问起应力分布的边界情况,支支吾吾答不上,成绩直接掉了一个档次。说实话,那场面我看着都窝火。

也是巧,上个月去合作的汽配厂参观,人家工艺部的工程师给我演示了他们在用的工厂算力资源统一调度管理平台——全厂的仿真算力、设计工作站资源都在一个池子里,谁要跑任务直接线上提交,系统自动按优先级分配资源,谁要是占着资源不干活,系统直接把闲置算力回收给排队的人。我当时眼睛都亮了。

机械设计实训课学生等待GPU工作站跑仿真场景
机械设计实训课学生等待GPU工作站跑仿真场景

回来之后我就琢磨,能不能把这套逻辑搬到实训机房里?不用做工业级那么复杂,只要能解决”抢算力”的破事就行。

把工业逻辑拆碎,我砍了三分之二的功能

一开始我找计算机系的老师帮忙搭了个原型,把工厂平台上的跨节点资源聚合、能耗监控、任务成本核算这些功能全搬过来了。结果第一周上课,学生对着操作界面愣了十分钟——连怎么给仿真任务打标签都搞混,更别说调整资源配额了。太蠢了?不,是我蠢。我总觉得把工业现场的东西原封不动搬过来就是好的,根本没考虑学生的基础。

我咬咬牙,砍了三分之二的功能,只留三个最核心的模块:第一个是全局算力看板,一打开就能看到每台工作站的GPU、内存剩余量,不用挨个跑过去看;第二个是简单的任务优先级规则,临近期末答辩的组可以提优先级,要是检测到有人的机子闲置超过20分钟,系统自动回收算力给排队的人;第三个是排队进度可视化,学生不用蹲在机房门口等,在自己的笔记本上就能看到任务排到第几了。

有个组一开始耍小聪明,把所有提交的任务都标成最高优先级,结果系统直接触发了反作弊规则,给他们的所有任务降了两级权重,排队排到了最后。他们还气冲冲跑来找我,说系统坏了。我把规则表拍在他们面前:”最高优先级是给急着出结果赶答辩的,不是给你们走后门的。”几个人挠着头回去改了。

实训用简化版工厂算力资源调度平台操作看板
实训用简化版工厂算力资源调度平台操作看板

为了让大家搞懂规则,我把所有调度规则打印成A4纸贴在机房墙上,就像食堂打饭的排队须知,省得他们翻几十页的操作手册。

最该教的,从来不是软件操作

用了快两个月,我才反应过来,我之前的教学思路错了。我总觉得机械设计的学生只要会画CAD、会跑仿真、能出工程图就行,从来没告诉过他们——工程场景里的所有资源都是有限的,你不能想当然地占着所有算力跑无关的东西。

有个之前因为抢不到算力挂了实训的学生,现在用平台调度,会先把自己的仿真任务拆成小批次:先跑最核心的齿面接触应力部分,出初步结果验证设计方向没问题,再跑剩下的磨损、热变形工况。算下来,他现在跑一套完整仿真的时间,比之前闷头一次性跑全工况的时间少了一大半。更有意思的是,他上个月去汽配厂面试,人家刚好在用和我们教学版逻辑一致的工厂算力资源统一调度管理平台,他因为提前摸过规则,直接就上手了,面试官都惊讶。

不过话说回来,这个平台也不是万能的。上周还有个学生跟我吐槽,说他的任务因为优先级低,排了一个小时才轮到,浪费了他的画图时间。我笑着给他指了指墙上的规则:”你要是提前一天提交任务,不就不用等了?”

这周去机房,我看见学生自己在墙上的规则旁边贴了个便签,字写得歪歪扭扭:”占算力不干活的,会被系统请出去”。我看着笑了半天。

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