Từ 0 đến 100 km/h trong 3,3 giây! Sinh Viên NTHU Chế tạo Xe đua Mô tơ Điện cùng GIGABYTE

Đại diện cho Đại học Thanh Hoa Hsinchu, đội đua NTHU Racing là một trong những thí sinh top đầu tại giải Formula Student của Đài Loan. Năm 2019, chiếc xe đua công thức chạy bằng điện với tên gọi “TH04” của họ đã giành vị trí thứ hai tại cuộc thi Formula SAE Nhật Bản. Vào tháng 8 năm 2022, chiếc “TH06” mới và được cải tiến, sản xuất 100% tại Đài Loan đã thi đấu để giành huy chương vàng tại cuộc thi Formula Student Đức. Đại học Thanh Hoa đã chế tạo “TH06” từ sản phẩm Tower Server/Workstation bản W771-Z00 và W331-Z00 của thương hiệu GIGABYTE Technology. Bằng việc phân tích phần tử hữu hạn (FEA) và mô hình động lực học chất lỏng tính toán (CFD), cũng như việc nghiên cứu trong giai đoạn thiết kế, mô phỏng đua xe và thử nghiệm công nghệ mới trong giai đoạn chạy thử, máy chủ GIGABYTE đã mang lại cho NTHU Racing khả năng xử lý và tính linh hoạt cần thiết để thiết kế một phương tiện điện hiệu suất cao có thể tăng tốc từ 0 đến 100 kph trong 3.3 giây—gần như ngang bằng với Model S của Tesla, có thể tăng tốc từ 0 đến 60 dặm/giờ trong 2.6 giây.

Tiếng gầm của động cơ. Mùi cao su cháy. Lá cờ kẻ caro vẫy phất dưới bầu trời sáng chói, trên những trái tim trẻ đang khao khát ghi dấu ấn lịch sử của mình.

Với những đối tượng không chuyên, đua xe ô tô có thể chỉ là trò tiêu khiển của những người đam mê môn thể thao động cơ và dự án phù phiếm của các thương hiệu ô tô lớn. Nhưng dưới góc độ của một người có chuyên môn, họ thấy chuyên môn và sự tỉ mỉ,  khéo léo và can đảm được đưa vào thiết kế của “TH06”. Mỗi chiếc xe lăn bánh là một kỳ công của trí tuệ con người

Formula Student, một chuỗi các cuộc thi thiết kế kỹ thuật trải rộng khắp thế giới, sử dụng đua xe ô tô để kiểm tra kiến thức lý thuyết của sinh viên trong một bối cảnh thực tế. Bằng cách yêu cầu các đội sinh viên thiết kế và xây dựng chính chiếc xe đua phong cách công thức của riêng mình, các nhà tổ chức cung cấp một nền tảng cho những trí tuệ trẻ xuất sắc để thể hiện kỹ năng kỹ thuật của họ. Kể từ khi ra đời vào cuối những năm 1970, Formula Student đã tổ chức các cuộc đua trên khắp thế giới. Cuộc thi đã chào đón các đội từ hơn 1.000 trường đại học.

Đại học Thanh Hoa Đài Loan (NTHU) tại Hsinchu là một trường đại học nghiên cứu tổng hợp nổi tiếng với các chương trình khoa học và công nghệ của mình. Đây đồng thời cũng là một thí sinh nhiệt huyết trong cuộc thi Formula Student. Đội Đua NTHU được thành lập vớihơn 70 sinh viên đến từ nhiều trường khác nhau, bao gồm kỹ thuật cơ khí năng lượng, kỹ thuật hóa học, khoa học máy tính, kinh tế học và nhiều ngành khác. Năm 2019, chiếc xe đua công thức điện “TH04” của NTHU Racing đã giành vị trí thứ hai tại cuộc thi  Formula SAE Nhật Bản. Trên Bảng xếp hạng Điện toàn cầu của giải Formula Student, NTHU Racing đứng thứ 23 trên tổng số 203 trường đại học vào năm 2022. Họ đã vượt qua một số viện nghiên cứu uy tín nhất thế giới, bao gồm Viện Công nghệ Massachusetts.

Năm 2022, NTHU Racing hướng tới cuộc thi Formula Student Đức, được tổ chức vào tháng 8 tại Hockenheim - nơi có đường đua Hockenheimring và Giải đua xe Công thức Một Đức. NTHU Racing cùng chiếc "TH06", một chiếc xe đua công thức sinh viên điện 100% sản xuất tại Đài Loan, nặng 245 kilogram, chạy bằng nguồn điện 80 kilowatt, dẫn động bốn bánh, có thể tăng tốc từ 0 đến 100 kilômét/giờ (kph) trong 3,3 giây. Điều này có ý nghĩa gì? Hãy cùng so sánh với một chiếc Tesla Model S hàng đầu cần 2,6 giây để tăng tốc từ trạng thái đứng yên đến 60 dặm/giờ (tương đương với 100 kph).

TH06 là một cỗ máy quái vật. Đội đua NTHU đã xây dựng nó với các sản phẩm Tower Server/Workstation W771-Z00 và W331-Z00 của GIGABYTE Technology. Bằng việc phân tích phần tử hữu hạn (FEA) và mô hình động lực học chất lỏng tính toán (CFD), cũng như việc nghiên cứu trong giai đoạn thiết kế, mô phỏng đua xe và thử nghiệm công nghệ mới trong giai đoạn chạy thử, W771-Z00 và W331-Z00 đã mang lại cho NTHU Racing khả năng xử lý và tính linh hoạt cần thiết  để xây dựng những chiếc xe đua công thức điện tiên tiến. Hơn nữa, NTHU đã thực hiện tất cả điều này bằng công nghệ đến từĐài Loan và hầu hết các linh kiện được sản xuất tại Đài Loan - đúng với tinh thần của Liên minh MIH do Hon Hai dẫn đầu - để TH06 có thể đại diện cho Đài Loan trên trường quốc tế.

Thiết kế và Sản xuất: Tính toán cấp doanh nghiệp được cung cấp bởi CPU và GPU của AMD

Kiến tạo nên một chiếc xe là cả một công trình vĩ đại. Ngay cả trước khi các bộ phận đầu tiên của khung được hàn lại với nhau, và ngay cả trước khi các bộ bánh răng đầu tiên được lắp ráp, rất nhiều thao tác khó phải được thực hiện  trên máy tính.

Theo Danny Lin (林庭偉), Đội trưởng Đội đua NTHU, có hơn 4,000 linh kiện trong một chiếc xe đua tại giải Formula Student. Mỗi bộ phận của TH06 cần được mô phỏng và lắp ráp bằng phần mềm thiết kế hỗ trợ bằng máy tính (CAD). Các mô hình 3D của các bộ phận chính, như động cơ của xe điện, bộ biến đổi và lốp xe, cần được kiểm tra với các nền tảng lập trình và tính toán số, như MATLAB.

Kể cả vậy, quá trình thiết kế vẫn chưa thể được hoàn thiện. Mô hình máy tính của chiếc xe đua phải được chịu đựng một bộ phân tích đầy đủ. Một ví dụ là mô hình hóa và phân tích động lực học chất lỏng tính toán (CFD), tập trung vào dòng chảy trung tâm, đường viền áp suất và hồ sơ vận tốc của xe. Điều này giúp giảm sức cản gió và cải thiện tốc độ của xe đua. Một ví dụ khác là phân tích yếu tố hữu hạn (FEA), kiểm tra khung thép của xe, vật liệu tổng hợp, khung gầm và bộ tích điện. FEA được sử dụng để hiểu cách mỗi bộ phận của xe sẽ phản ứng với căng thẳng, rung động, mệt mỏi và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hoặc an toàn.

Máy chủ/thiết bị làm việc tower mạnh mẽ W771-Z00 của GIGABYTE mang sức mạnh tính toán cấp doanh nghiệp ngay tại bàn làm việc. Đội đua NTHU sử dụng nó cho rất nhiều công việc nặng nhọc trong quá trình thiết kế và sản xuất xe đua công thức điện, bao gồm mô hình hóa và phân tích động lực học chất lỏng tính toán, và phân tích yếu tố hữu hạn.

W771-Z00 và W331-Z00 của GIGABYTE có khả năng xử lý những tác vụ tính toán lặp đi lặp lại, cường độ cao. Điều này là do chúng được trang bị các bộ xử lý trung tâm (CPU) và bộ xử lý đồ họa chung chức năng (GPGPU) tiên tiến do AMD cung cấp. W771-Z00 được cung cấp năng lượng bởi CPU AMD Ryzen™ Threadripper™ PRO 3995WX và GPU AMD Radeon™ RX 6800 XT. W331-Z00 chạy trên CPU AMD Ryzen™ 9 5950X và GPU AMD Radeon™ RX 6800 XT. Qua quá trình được gọi là tính toán đa dạng, hai máy chủ có thể tăng tốc quá trình thiết kế của Đội đua NTHU và giúp họ đưa tác phẩm của mình vào hiện thực.

Bộ vi xử lý AMD Ryzen™ Threadripper™ PRO được thiết kế đặc biệt cho người dùng thiết bị làm việc làm việc với rendering hoặc tạo hiệu ứng hình ảnh. Phân khúc thị trường này bao gồm nhiều hơn các studio hoạt hình hoặc trang trại render; kỹ thuật, khoa học dữ liệu, và thăm dò dầu khí cũng có thể được hưởng lợi từ số lượng lõi cao của CPU, hiệu suất đơn hoặc đa luồng hàng đầu, và thông lượng đáng kinh ngạc qua các làn PCIe. GPU AMD Radeon™ RX 6800 XT là thế hệ mới của GPU cho thiết bị làm việc lý tưởng cho các ứng dụng CAD chính và công việc liên quan đến truyền thông hoặc giải trí. Dựa trên kiến trúc AMD RDNA™2, nó cung cấp dò tia phần cứng và tô bóng tỷ lệ biến thiên (VRS) để cung cấp cải thiện hiệu suất toàn diện.

Đội trưởng Danny Lin sử dụng một ví dụ sinh động để minh họa cách các máy chủ GIGABYTE đóng góp vào thành công của Đội đua NTHU. “Động lực học chất lỏng tính toán có lẽ là phần tốn nhiều tài nguyên tính toán nhất trong quá trình thiết kế. Cần có bộ xử lý cao cấp để xử lý những công việc này. Một máy tính thông thường có thể mất một hoặc hai ngày chỉ để chạy một mô phỏng. Nhưng khi sử dụng GIGABYTE, chúng tôi có thể hoàn thành cùng một nhiệm vụ chỉ trong một phần ba hoặc thậm chí một phần tư thời gian.”

Thử nghiệm và Luyện tập: Tính linh hoạt xuất sắc cho các Môi trường Thử nghiệm Khác nhau

Tính năng tính toán và tính linh hoạt của W771-Z00 và W331-Z00 là một lợi ích lớn cho Đội đua NTHU ngoài quá trình thiết kế. Một mẫu xe phải được thử nghiệm trong thực địa và liên tục được nâng cấp. Điều này thường được thực hiện thông qua các bài thử nghiệm lái xe. Tuy nhiên, một đội ngũ sinh viên có thể không có quyền truy cập vào những cơ sở như vậy. Chưa kể, ở Đài Loan có rất ít đường đua.

Máy chủ/thiết bị làm việc dạng tháp GIGABYTE W331-Z00 là một máy chủ/thiết bị làm việc đa năng, mang lại tính linh hoạt thuận tiện và tối ưu. Đội đua NTHU sử dụng nó để chạy mô phỏng đua xe, thử nghiệm các mẫu xe và chuẩn bị cho cuộc đua xe điện. Họ cũng phát triển công nghệ lái xe tự động để chuẩn bị cho các cuộc đua tương lai dành cho xe tự lái.

Đội đua NTHU đã vượt qua trở ngại này bằng cách chạy một trình mô phỏng đua xe trên máy chủ/thiết bị làm việc dạng tháp của GIGABYTE. Thiết lập này trông gần như một trò chơi đua xe kiểu arcade, hoàn chỉnh với ghế lái, vô lăng, cần số và màn hình phẳng để mô phỏng điều kiện đường đua. Đối với người ngoài cuộc, điều này có thể trông giống như một ứng cử viên cho metaverse. Nhưng đối với sinh viên NTHU, đây là cách tốt để giúp tay đua làm quen với đường đua và trau dồi kỹ năng - bất cứ lúc nào, trong mọi điều kiện thời tiết.

Có một lý do khác tại sao tính linh hoạt và khả năng sử dụng của W771-Z00 và W331-Z00 rất quan trọng đối với mục tiêu giành huy chương vàng của Đội đua NTHU. Vì Formula Student xoay quanh kiến thức kỹ thuật, việc ứng dụng công nghệ ô tô tiên tiến là một cách khả thi để các đội đặt dấu ấn của mình. Đội đua NTHU đã quyết định tập trung vào xe điện, vì họ nhìn thấy xu hướng xe điện sẽ phát triển trong tương lai gần. Ngoài xe điện, công nghệ mới nào khác có thể mở đường cho một trường đại học Đài Loan vượt lên trước các đối thủ?

Câu trả lời, theo Đội đua NTHU, là xe tự lái - những chiếc xe tự động đã tiến vào tầng lớp cao của Hệ thống Hỗ trợ Lái xe Nâng cao (ADAS). Nhiều trường đại học trên khắp Đài Loan đã nghiên cứu công nghệ lái xe tự động, và Formula Student đã công bố các cuộc đua độc quyền cho xe tự lái. Ngay cả khi Đội đua NTHU chuẩn bị cho các cuộc thi xe điện, họ cũng đang chạy mô phỏng không người lái trên các máy chủ của GIGABYTE, để đội Đài Loan có lợi thế trong các cuộc đua Formula Student tương lai.

Một thành viên của Đội đua NTHU mô tả máy chủ/thiết bị làm việc GIGABYTE W771-Z00 và W331-Z00 như sau: “Sự lựa chọn đa dạng các khe mở rộng và thiết kế nhiệt tối ưu cho phép chúng tôi lắp đặt hoặc gỡ bỏ các mô-đun khác nhau theo nhu cầu của chúng tôi. Các thiết bị làm việc mạnh mẽ của GIGABYTE tiết kiệm cho chúng tôi rất nhiều thời gian render, do đó chúng tôi có thể thực hiện nhiều công việc thiết kế và tính toán hơn với nỗ lực ít hơn nhiều!”

W771-Z00 được trang bị các thành phần đảm bảo chất lượng tín hiệu PCIe 4.0 tối ưu, như PCB, khe cắm PCIe và kết nối M.2. Nó hỗ trợ tối đa bốn bộ tăng tốc kép, giúp nó cung cấp hiệu suất cao cho việc render 3D, học sâu và tính toán hiệu suất cao (HPC). Nền tảng AMD Ryzen™ Threadripper™ PRO cung cấp tám khe DIMM cho bộ nhớ DDR4-3200 8 kênh. Về lưu trữ, người dùng có thể hưởng lợi từ sự kết hợp của các ổ cứng và ổ đĩa SSD có thể thay đổi nóng.

W331-Z00 hỗ trợ PCIe 4.0, có thể cung cấp băng thông cao hơn cho GPU và lưu trữ nhanh hơn. Giống như W771-Z00, nó cũng cung cấp nhiều khe cắm DIMM cho các mô-đun bộ nhớ. Các tùy chọn lưu trữ NVMe và SATA có sẵn để đáp ứng nhu cầu xử lý dữ liệu nóng và lạnh của người dùng thiết bị làm việc.

Về thiết kế nhiệt, Điều khiển Tốc độ Quạt Tự động được bật trong phần lớn các máy chủ làm mát bằng không khí của GIGABYTE. Tốc độ của từng quạt sẽ tự động điều chỉnh theo phản hồi từ cảm biến nhiệt độ được đặt chiến lược trong máy chủ. Điều này giúp đạt được sự cân bằng tối ưu giữa làm mát và hiệu quả năng lượng.

GIGABYTE Tin tưởng vào việc nuôi dưỡng những tài năng xuất sắc nhất ở Đài Loan

Hai cố vấn giảng dạy của Đội đua NTHU là Tiến sĩ Chao-An Lin (林昭安), Phó Hiệu trưởng, Chủ tịch Chương trình Liên ngành về Kỹ thuật (IPE), và Giáo sư Kỹ thuật Cơ khí Năng lượng (PME); và Tiến sĩ Pei-Jen Wang (王培仁), Giáo sư PME và Chủ tịch Trung tâm Dụng cụ Khoa học. Cả hai giáo sư đều bày tỏ niềm tự hào và sự ủng hộ của họ đối với đội đua sinh viên.

“Ngay từ đầu, tôi cảm thấy NTHU cần phải tham gia, để chúng ta biết chúng ta đứng ở đâu trên sân khấu toàn cầu,” Tiến sĩ Lin nói.

Công nghệ GIGABYTE hân hạnh là một phần của nỗ lực của Đại học Tsing Hua trong việc nuôi dưỡng những sinh viên xuất sắc nhất ở Đài Loan. Bằng cách sử dụng những sản phẩm máy chủ tiên tiến nhất để phát triển những chiếc xe đua công thức sinh viên đột phá, Đội đua NTHU có mọi cơ hội để giành huy chương vàng trong các cuộc thi Formula Student và giành được sự công nhận trên sân khấu thế giới. GIGABYTE nổi tiếng với cam kết của mình với CSR (trách nhiệm xã hội doanh nghiệp), ESG (Quản trị Môi trường, Xã hội và Doanh nghiệp), và Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDGs). Việc hỗ trợ một trong những trường đại học hàng đầu của Đài Loan thúc đẩy tầm nhìn về giáo dục công nghệ của họ phù hợp với những nỗ lực này, cũng như khẩu hiệu của GIGABYTE: “Nâng cấp Cuộc sống của Bạn”—đó là niềm tin chân thành rằng những tâm hồn trẻ tuổi tài năng có thể sử dụng giải pháp công nghệ cao để thay đổi thế giới của chúng ta theo hướng tốt đẹp hơn.