Re: [菜單] 數值分析用電腦
原文刪光光
由於前一篇回答此類問題是2019年,也還在這個領域工作就乾脆更新一下
數值分析套裝軟體很多種,
常見有ANSYS LS-DYNA ABAQUS Fluent COMSOL這類泛用型物理模擬
也有許多化學類的模擬軟體(我不熟)
而這類軟體的核心都是從"解偏微分方程式"這個目標衍伸而來的
其運作流程是
1. 幾何資訊(CAD)離散化,也就是俗稱的切網格
2. 矩陣組合,解反矩陣,這是所謂的求解計算
3. 結果產出
如何配置一台符合預期的計算主機也可從上面3點一一解釋
1.切網格部分目前絕大多數軟體都是自動切分網格,使用者只需要手動
輸入一個尺寸(最多再輸入最小尺寸),軟體會自動鋪設並且還會製作過度元素
這在20~30年前是想不到的功能,我公司前輩講古說因為以前記憶體不夠大
大概是配個512MB到1G,工程師會覺得公司好捨得給我好的電腦配備
因為網格數量會直接佔用記憶體,即使是矩陣0區不計算也會劃分空間留用
所以老工程師會手動製作網格,用各種花式手法去製作精良(品質良好)的網格
甚至會簡化原始模型,例如拿掉不重要區域的導R角,
然後把 "mesh is art" 這句話掛在嘴邊(一臉秋樣),
其這些手法都是為了降低記憶體使用,因為矩陣大於記憶體是不能計算的
軟體方因應方法曾開發了一個 swaping 功能,其實就是把硬碟當記憶體用,
來避免"不能算"的狀況發生,也能想像到這樣的計算速度會有多慢了
但算得慢總比不能算來得好,至於手動製作網格學習成本太高,也不會有妹子
在你旁邊說 哇你網格好強喔
手動做三天,自動只要3分鐘 所以不建議學這個
現在王道就是自動網格然後買大記憶體+高時脈多核心CPU硬幹就是了
所以記憶體選擇越快越好,買到多大取決於你的模型有多大,
不知道模型會有多大,那就買滿現在能插滿的
2.矩陣求解部分,這個需要看題目,簡單說就是如果是一般大小的線性題目基
本上幾分鐘到幾十分鐘就會解完了,阿就解一步反矩陣是會多慢,如果是頻率
域算太久,你要先想是不是選錯掃頻策略
所以這部分會預先假設做的題目是時域非線性(學術上才稱得上有一些些難度),
在非線性求解過程,會有非常多步的迭代跟時間增量步,簡單說就是會一直try
解反矩陣~驗證收斂性~反覆做,在這個步驟CPU效能是吃滿的,所以CPU的時脈
直接決定了解題快慢
基於這個架構要談幾件事:
a. 核心數不等於執行緒,這個是某家起的壞榜樣,超執行緒(Hyper Threading)
技術是~我賭你使用電腦時不會一直讓CPU很忙碌,所以我把一個核心模擬成
兩個核心,這樣看起來框框超多的,賣相很好
很抱歉,在模擬過程還真是CPU滿載,所以16C/32T開啟平行32核,你會發現一件
神奇的事情,原本要加速反而速度變更慢,因為資源互搶了
b. 快取的重要性,因為使用到平行計算功能(intel MPI/MS MPI),在數據的吞
吐頻率跟資料大小,因為軟體不同也不甚熟悉無法詳述,依照之前資工資源
班上課老師說的~快取buffer是預先讀取前後幾十行的程式碼,讓使用者操作
不卡頓,在計算上SMP平行計算效能是會集中調配使用,這部分快取就很重要
我也實測過,快取越多效率越好,快取像便宜白菜給的AMD,我只能給個讚
c. 時脈,CPU規格上面會有兩種時脈,一個是基本時脈,另一個是turbo時脈
turbo時脈講的是單核使用時的極限,還可能根據體質以及散熱而無法達到此值
所以在使用上建議買32C/64T 滿載最多用到16C
我這邊上上個月配的 TR 7980 32C/64T (5.3 / 4.0 GHz)
測試非線性物理專用型CAE
32C 4.2 ~ 4.5 GHz (常時 4.2 GHz)
16C 4.8 ~ 5.0 GHz (常時 4.8 GHz)
基本上會跳動偏高,觀察懷疑是迭代完成準備存取下一步時的喘息時段
所以原PO買了7985也不用煩惱,測測看 32C/64C 再決定要不要開滿
3.結果產出部分,就是把計算完的某個時間點結果存到硬碟
這時取決的就是硬碟寫入速度了,
其實這二十年來電腦硬體進步神速,記憶體便宜又大,CPU核心數比前女友還多
最後還是被硬碟速度拖到,在SSD還沒普及的時候,算一個非線性題目常是2天
起跳,當裝了SSD後同題目竟然可以剩下10多小時,可見硬碟寫入速度有多拖
沓,現在 Gen 4 到 Gen 5 才隔沒幾年,這種進步速度讓我期待接下來的發展
當然也可以在軟體設定上面減少結果存檔數量也能做到加速的效果,但不保證
會不會漏看甚麼重要的物理現象
上禮拜計算的一個題目檔案存了100多Gb算是特例,但是5Gb~10Gb應該是跑不掉
然後還是要提醒一下 SSD 做 RAID 只有讀取有加速受惠,寫入沒有
結論:
必要零件選用優先度
1. RAM 決定了能計算的題目大小,有餘裕就買滿
2. CPU 時脈越高越好>核心數(取決使用的軟體)>快取
3. 硬碟讀取寫入(特別是寫入)速度越快越好,
然後容量大小評估一下,或是習慣常清空間
其他零組件
CPU水冷必備,跑個題目可能要幾天,你也不希望熱當機重跑吧
顯卡看模型結果複雜度(解析度/網格數),網格太多可能會卡頓,選個vram多的
不用繪圖卡
另外以上只是大方向並非絕對,特別是題型或學術領域不同可能差異很大
也歡迎其他大大補充
--
專業推 看不懂(X
推分享
推 以前看學長跑熱傳模擬PC上貼
動我PC就殺人 實在是要好久XD
推,想到以前實驗室跑模型也是等到唉唉
叫
模擬計算真的是優先RAM越大越好 矩陣都存
在RAM裡 尤其體系一旦大起來RAM不夠的話
直接job crash給你看
什麼都好 就是不要選intel cpu
把HT關了會比較快嗎
推,真專業心得
專業
看完發現其實我不需要5950x 只是想要
HT的優勢還是在多工
大推 感謝分享 各式各樣瓶頸 碰過才知道
在你旁邊說 哇你網格好大喔
推。
專業
專業
感謝專業分享。
感謝分享
推推
回PS3:我測試HT關影響不大,而且現在有些
U或板是不給關的,我也遇過amd關了不穩定
不能用上gpu嗎?精度問題?
不行,是算法問題,一些軟體大廠有朝GPU加
速方向去研發,但是效果差強人意大約加快
0~7%且題型限定無法通用,除非演算法打掉
推 ram多多益善 swap會把ssd操壞qq
全部重來,或是高手橫空出世一個新的邏輯
可以無痛轉移,不然都是所謂的技術包袱
mi300a號稱只跑solver matrix就能快4
倍 可惜生態還沒起來沒法驗證通用性
GPU運算 ==> 要看計算模擬軟體支援
推這篇, 其實RAM是最最最最最最重要的
CPU其次.
推推,做CFD的對切網格的時代變遷深有同
感
還在當學生的時候要東調西調才能切出品
質還可以的網格,現在都一鍵生成了
GPU運算用在某些情境上還會讓算的時間變
久
25年前用icemcfd切風扇的六面體網格路過
手切大約一星期,當時覺得自己好偉大...
配備夠好瓶頸就在I/O XD
各家軟體8thread以上邊際效益就遞減
16以上幾乎就沒差 有的反降XD
跑有限元素分析建議HT/SMT關一關
系統用Win11/Server2022
不要手動介入CPU調用 讓系統處理
關SMT不穩更新BIOS NUMA設AUTO44
寫入重要就買optane
好奇問SSD raid寫入沒有加成真的嗎?
是主版直連還是HBA卡ZFS
還是Hardware RAID controller?
專業推 雖然根本看不懂
推 專業
大CASE算到後來都在等資料交換XD
我自己在用MS,化學的軟體, 很常開好多
個運算看工作管理員記憶體才用一半但整個
程式會直接卡死,這是cpu的問題還是記憶
體
偶遇過程式malloc一堆空頁再free結果
vm碎到pagefile占>10%的 這樣會ram c
pu都沒滿就卡爆 唯一解是重開機orz
有時候pagefile重設可以解決
不知道是bug還是剛好配在弱磁區?
感謝分享 條理分明還有實測結果
好懷念噢
以前老師都只買Intel的cpu直到我自己
買一顆3900X跟他說這個快很多才肯買A
MD
GPU加速只有流體比較有用,固力模擬不會
加快多少
時脈是不是要考慮IPC?
謝謝
推
水冷是單台機器個人用才可以這樣搞吧
,多台光保養就搞死人
To joverKJ:幾年前用過 Material Studio
這套模組算法很多樣, 我簡易測試過軟體
多開穩定性要問廠商,或是存取寫入拖到
我懷疑是前者,也許是多開造成互搶資源
專業推
跑非線性多網格運算很容易吃滿100%導致整台
電腦會卡住,所以通常執行緒不會全開
53
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