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※ 本文轉寄自 ptt.cc 更新時間: 2024-08-08 23:40:15
看板 PC_Shopping
作者 MiyaKami (米漢堡)
標題 Re: [菜單] 數值分析用電腦
時間 Wed Aug  7 00:18:52 2024



        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




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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 36.224.253.101 (臺灣)
※ 作者: MiyaKami 2024-08-07 00:18:52
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Depthsharky: 專業推 看不懂(X1F 36.228.233.29 台灣 08/07 00:24
McLaren650S: 推分享2F 114.45.161.70 台灣 08/07 00:25
roseritter: 推   以前看學長跑熱傳模擬PC上貼3F 111.254.79.76 台灣 08/07 00:27
roseritter: 動我PC就殺人  實在是要好久XD
Lemon931: 推,想到以前實驗室跑模型也是等到唉唉5F 111.184.29.58 台灣 08/07 00:34
Lemon931: 叫
E7lijah: 模擬計算真的是優先RAM越大越好 矩陣都存7F 27.52.66.205 台灣 08/07 00:42
E7lijah: 在RAM裡 尤其體系一旦大起來RAM不夠的話
E7lijah: 直接job crash給你看
kimisawa: 什麼都好 就是不要選intel cpu10F 68.228.69.69 美國 08/07 00:46
PlayStation3: 把HT關了會比較快嗎11F 111.71.213.185 台灣 08/07 01:41
yymeow: 推,真專業心得12F 114.37.33.131 台灣 08/07 01:45
andy188: 專業13F 27.51.42.113 台灣 08/07 02:40
aasssdddd: 看完發現其實我不需要5950x 只是想要14F 36.229.49.100 台灣 08/07 03:53
saito2190: HT的優勢還是在多工15F 1.161.150.118 台灣 08/07 04:10
jyhfang: 大推 感謝分享 各式各樣瓶頸 碰過才知道16F 220.134.41.251 台灣 08/07 04:27
ericinttu:   在你旁邊說 哇你網格好大喔17F 114.44.137.74 台灣 08/07 05:27
xxxx9999xxxx: 推。18F 223.138.4.9 台灣 08/07 06:23
sino6445: 專業19F 49.218.91.249 台灣 08/07 07:18
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yenchieh1102: 專業21F 114.26.68.192 台灣 08/07 08:16
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chang1248w: 不能用上gpu嗎?精度問題?27F 140.115.212.91 台灣 08/07 09:51
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AmibaGelos: 推 ram多多益善 swap會把ssd操壞qq31F 118.169.83.227 台灣 08/07 10:08
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MiyaKami: 可以無痛轉移,不然都是所謂的技術包袱
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AmibaGelos: 倍 可惜生態還沒起來沒法驗證通用性
NTUOnline: GPU運算 ==> 要看計算模擬軟體支援36F 111.243.83.181 台灣 08/07 10:19
NTUOnline: 推這篇, 其實RAM是最最最最最最重要的
NTUOnline: CPU其次.
xiaotee: 推推,做CFD的對切網格的時代變遷深有同39F 101.8.45.38 台灣 08/07 10:25
xiaotee: 感
xiaotee: 還在當學生的時候要東調西調才能切出品
xiaotee: 質還可以的網格,現在都一鍵生成了
xiaotee: GPU運算用在某些情境上還會讓算的時間變
xiaotee: 久
samjovi: 25年前用icemcfd切風扇的六面體網格路過45F 1.200.152.169 台灣 08/07 10:44
samjovi: 手切大約一星期,當時覺得自己好偉大...
MrDisgrace: 配備夠好瓶頸就在I/O XD47F 202.147.27.106 日本 08/07 10:55
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MrDisgrace: 16以上幾乎就沒差 有的反降XD
MrDisgrace: 跑有限元素分析建議HT/SMT關一關
MrDisgrace: 系統用Win11/Server2022
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edison155188: 寫入重要就買optane54F 122.116.96.220 台灣 08/07 14:18
cgalen1994: 好奇問SSD raid寫入沒有加成真的嗎?55F 60.83.212.179 日本 08/07 15:10
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cgalen1994: 還是Hardware RAID controller?
Toy17: 專業推 雖然根本看不懂58F 124.6.29.73 台灣 08/07 15:45
ray890406: 推 專業59F 140.113.153.210 台灣 08/07 16:21
MrDisgrace: 大CASE算到後來都在等資料交換XD60F 202.147.27.106 日本 08/07 17:20
joverKJ: 我自己在用MS,化學的軟體, 很常開好多61F 42.73.31.80 台灣 08/07 17:41
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joverKJ: 程式會直接卡死,這是cpu的問題還是記憶
joverKJ: 體
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FuwafuwaCAT: 好懷念噢71F 27.247.198.123 台灣 08/07 19:42
FuwafuwaCAT: 以前老師都只買Intel的cpu直到我自己
FuwafuwaCAT: 買一顆3900X跟他說這個快很多才肯買A
FuwafuwaCAT: MD
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bh0527: 加快多少
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v86861062: 推79F 220.134.60.79 台灣 08/07 22:22
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MiyaKami: 這套模組算法很多樣, 我簡易測試過軟體
MiyaKami: 多開穩定性要問廠商,或是存取寫入拖到
MiyaKami: 我懷疑是前者,也許是多開造成互搶資源
DrTea: 專業推86F 223.138.75.137 台灣 08/08 12:37
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DrTea: 電腦會卡住,所以通常執行緒不會全開

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