1、CAE（Computer Aided Engineering）指工程设计中的计算机辅助工程，用计算机辅助求解分析复杂的工程问题。包括有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）、多体动力学分析（MBD）和优化分析等。

CAE技术在实际应用中包括三个步骤：首先是建模亦即前处理，是指对需要模拟计算的实际物理问题建立几何模型并划分网格，以便可以将非线性的力学方程组离散为计算机可以识别的代数方程组，这一过程需要非常强的显示能力，并且要求具有一定的内存空间能够容纳大量的网格信息，通常在图形工作站或远程虚拟桌面上进行；模型建立后就是计算求解的过程，常见的模拟仿真软件包括FLUENT、ANSYS、ABAQUS、LS-DYNA、HyperWorks等，计算过程需要大量的CPU、内存资源以及存储空间，通常利用Web Portal作业提交系统，将作业提交到高性能计算集群上计算，结果数据存放在大容量存储系统中；之后是后处理过程，即对计算得到的数据进行分析处理，得到各种曲线和云图信息，这一过程同样对显示能力要求很高，通常在图形工作站或远程虚拟桌面上进行。

2、GPU (General Purpose GPU)称为GPU通用计算。几十年来，计算机CPU芯片一直按照摩尔定律飞速发展，每隔十八个月，单位芯片面积上的晶体管数量就增加一倍，性能提高一倍。靠提高主频来提升性能的路线在21世纪初走到了尽头，CPU存在严重的内存墙和功耗墙。内存延时长、频率低导致缓存面积越来越大，逻辑控制越来越复杂。缓存消耗了70%以上的芯片面积，同时也消耗了70%以上的电能，真正有效的运算部件面积比重很小。芯片上的晶体管密度越来越大，使得单位面积上功耗持续增加，散热问题日益严重。

目前，各行业主流软件竞相采用通用GPU加速。如分子动力学软件Amber,DL-POLY, Gromacs,LAMMPS,NAMD;量子化学软件GAMESS-US,TeraChem;材料科学软件VASP,PWscf；计算流体力学软件FEFLO；计算结构力学软件ANSYS;电子设计模拟软件CST Microwave Studio;数值计算软件Jacket, Mathematica,MATLAB;已经支持GPU加速的知名软件数以百计，而且在快速增加。

GPU加速的特点在于：擅长大规模并行数值运算，逻辑判断、分支跳转会导致性能急剧下降；适合在相对少量数据上做大量计算，否则数据在主机-设备间的传输开销会抵消GPU加速带来的收益；运算规模大、并行度高，线程数量最少5000；最新的GPU卡需要PCIe3.0接口；不同节点上的GPU通信需要高速互连网络；很多应用软件目前不能在一个节点上使用多个GPU加速卡，不同节点上的GPU不通信；自编软件可以在同一个节点上使用多个GPU；多颗GPU通过MPI技术共同完成一个大任务。