Success-Case

零百加速3.3秒的熱情奔放!技嘉工作站成就清大賽車工廠 揮舞方格旗的夢想!!

清大賽車工廠是國際級的學生方程式賽車團隊,旗下「清華四號」(TH04)電動賽車於2019年在日本舉辦的學生方程式賽車競賽Formula SAE奪下亞軍。2022年八月,將派出100%台灣製的「清華六號」(TH06),勇往德國Formula Student Germany賽事角逐冠軍。 代表台灣登上國際舞台的「清華六號」,由技嘉科技W771-Z00與W331-Z00工作站助力打造,從設計階段的有限元素法分析、流體力學模擬與分析等步驟,到賽前駕駛模擬與新科技應用,皆使用技嘉工作站提供的超級運算力完成。「清華六號」從時速0加速到100公里只需3.3秒,越來越接近特斯拉Model S零百加速2.6秒的業界高標。
賽車給人的印象,是充滿刺激與快感的體育運動,但對工程師而言,賽車是工程科學的結晶,能超越其他賽車贏得冠軍,是工程學的最高境界。

「學生方程式賽車」Formula Student是全球規模最大的學生工程設計比賽,目的是讓學生們學有所用,發揮在學校獲取的知識,建造自己的方程式賽車。從七零年代至今,學生方程式賽車在各國舉辦賽事,共有超過一千支來自各大學的隊伍投入比賽。

來自台灣的清大賽車工廠,長年參與學生方程式賽車,成員超過七十人,分別來自動力機械工程學系、化學工程系、電腦科學系與經濟系等不同科系,旗下的「清華四號」(TH04)電動賽車已於2019年在日本舉辦的學生方程式賽車競賽Formula SAE奪下亞軍。2022年學生方程式賽車的世界綜合排名,清大賽車工廠排名第二十三,甚至超越美國麻省理工學院等頂尖學府。

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2022年八月,清大賽車隊參加德國霍根海姆賽道舉辦的Formula Student Germany學生方程式競賽,代表清大出賽的「清華六號」(TH06),是100%台灣製的四輪驅動學生方程式電動賽車,重達245公斤,耗電80瓩,僅需3.3秒即可從時速0加速到100公里;相較特斯拉Model S,零百加速需要2.6秒,可見學生團隊設計實力已經接近業界的高標。

「清華六號」運用技嘉科技W771-Z00W331-Z00工作站設計及建造,包括設計階段的有限元素法分析、流體力學模擬與分析,以及自動駕駛技術的導入;賽前亦可用來進行模擬駕駛,讓車手能熟悉車輛、鍛煉車技。「清華六號」採用國產零組件製造,證明台灣有打造先進汽車的硬實力。

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清大賽車工廠隊長林庭偉表示,學生方程式賽車的設計,超過四千顆零組件,須透過工作站執行電腦輔助設計(CAD)軟體來渲染和組裝;關鍵零組件的立體模型,例如電動賽車的馬達、逆變器與輪胎,都必須使用資料視覺化、資料分析及演算法開發的進階技術,以及MATLAB軟體提供的計算語言和互動式環境來進行。

零組件需要經過嚴格的測試,例如透過計算流體力學(CFD)模擬軟體,將車體氣流分布、表面壓力等資訊數據化,精算出空氣阻力、規劃車體外形,以降低行駛過程中受到的風阻係數,增快賽車的速度。此外,透過有限元素法分析(FEA),可以測試賽車的鐵架、複合材料、車體和蓄壓器等元件,是否能承受高速行駛的震動與壓力。

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技嘉GIGABYTE W771-Z00工作站,讓使用者在不同的工作場合能部署企業級的運算力。清大賽車工廠用它完成設計階段的有限元素法分析、流體力學模擬與分析,建造出國際等級的學生方程式電動賽車。
技嘉W771-Z00、W331-Z00工作站非常適合CFD、FEA這種需要強大運算效能及長時間疊代運算的模擬。關鍵在於,兩款工作站支援AMD中央處理器(CPU)及通用圖形處理器(GPGPU):W771-Z00搭配AMD Ryzen™ Threadripper™ PRO 3995WX CPU和AMD Radeon™ RX 6800 XT GPU,W331-Z00則搭配AMD Ryzen™ 9 5950X CPU和AMD Radeon™ RX 6800 XT GPU;不同類型的處理器,透過異質運算發揮最大的運算力,協助清大賽車工廠設計與建造出「清華六號」。

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AMD Ryzen™ Threadripper™ PRO系列處理器,專為工作站所設計,大量的核心數與執行緒數量,搭配PCIe快速資料傳輸,適合動畫公司和算圖農場渲染視覺效果,也能提供工程師和數據分析師使用,甚至能進行能源業的油氣探勘分析。AMD Radeon™ RX 6800 XT GPU有利於執行CAD軟體,因為所搭載的AMD RDNA™ 2 顯示卡架構,支援硬體光線追蹤與可變速率著色(VRS),加強伺服器的工作效能。

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技嘉工作站對於清大賽車工廠設計與建造賽車的貢獻,林庭偉隊長表示:「計算流體力學是設計過程中最吃運算力的工作,需要高階處理器才能完成。一般電腦跑一個模擬需要一兩天,用技嘉的Workstation去跑,時間可以至少縮短三分之一到四分之一。」
試駕、練車、導入新技術,皆仰賴適合多樣化工作環境的Workstation
除了運算力之外,W771-Z00、W331-Z00也方便在不同的工作場合使用。比方說,賽車在戶外進行試駕,工作團隊可在田野中架設工作站,測試賽車同時,一邊進行微調。台灣缺乏賽車場的設施,清大賽車工廠以「元宇宙」的概念,利用技嘉工作站當作「遊戲主機」,在虛擬世界架設跑道,並將工作站連接大螢幕、駕駛座與方向盤,讓車手在室內藉由模擬器熟悉車輛,同時可避免練習時所容易造成的事故損失與安全顧慮。

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技嘉GIGABYTE W331-Z00結合運算力與便利性,提供清大賽車工廠在田野進行試駕、在室內讓車手模擬比賽,甚至能測試自動駕駛等嶄新技術,協助清大賽車隊為未來的學生方程式賽車做好準備。
由於學生方程式賽車是一種工程設計的比賽,因此,主辦單位非常鼓勵學生運用新技術。清大賽車工廠分析,目前除了電動車之外,最受矚目的新技術是自駕科技,而隨著先進駕駛輔助系統(ADAS)變得更為發達,各大專院校也開始投入研發自駕車,未來也將會有專為自駕車舉辦的學生方程式賽車比賽。技嘉工作站能輕鬆處理自駕車與AI人工智慧相關的工作負載,協助清大賽車工廠在未來將開發出自動駕駛的賽車,代表台灣征戰國際賽事。

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清大賽車工廠使用兩款工作站的心得:「豐富的擴充槽和優化的散熱設計,代表我們可依照工作需求,添加或移除不同的模組,讓我們事半功倍,在較少的時間內可以完成大量的渲染與運算工作。」

W771-Z00搭配PCB、PCIe與M.2擴充卡介面,提供PCIe 4.0規格的超高速傳輸速率,並搭配多張GPU加速卡,提升3D渲染、深度學習與高效能運算(HPC)的工作效能。AMD Ryzen™ Threadrippper™ PRO平台提供八通道(8-channel)的DIMM雙列直插式記憶體模組,可搭配DDR4-3200記憶體使用,資料儲存方面則提供熱插拔HDD與SSD插槽。兩款工作站皆提供NVMe及SATA硬碟配置,滿足使用者對熱資料、冷資料處理的不同需求。

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技嘉長年投入CSR、ESG、SDG工作,透過此次合作培育下一代高科技人才,協助清大賽車工廠在學生方程式賽車中角逐冠軍,符合回饋社會的精神,也呼應技嘉科技的企業宗旨:「創新科技,美化人生」。
散熱設計方面,兩款工作站搭配技嘉獨家設計的自動風速調整功能,每顆風扇對應CPU、GPU、記憶體和硬碟等零組件進行散熱,並且可自動偵測溫度及調整轉速,提供更好的溫控效果,也能節省電力。
技嘉科技協助台灣培育人才,帶領台灣登上國際舞台
清大工學院副院長林昭安教授和清大科儀中心主任王培仁教授,是清大賽車工廠的指導教授,不遺餘力地推動賽車隊在國際舞台上為台灣爭光。「我一直認為清大必須要投入學生方程式賽車,才知道自己在全球舞台的實力。」林教授說道。

技嘉長年投入企業社會責任(CSR)及環境、社會和企業治理(ESG)工作,並努力朝永續發展目標(SDG)邁進,透過此次合作培育下一代的高科技人才,協助清大賽車隊在學生方程式賽車中角逐冠軍,不但符合技嘉回饋社會的精神,也呼應技嘉科技的企業宗旨:「創新科技,美化人生」,同時有助於國內高科技產業的發展、厚植國家競爭力。

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