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如何提高仿真领域的硬件计算效率

1天前浏览13
本次探讨的主要内容是:计算机硬件的选配和调用对ABAQUS计算速率的影响。
最近因为个人电脑在计算速率方面遇到瓶颈,想要提升一下算力,便有了换电脑的打算。在各大电商平台浏览了大量装机方案,看的是头昏眼花,看累的时候不禁会想如果有钱多好,配置都拉到最满,自然就不需要看这些弯弯绕绕。
但看了下那绿油油的同花顺,还是不得不向性价比低头,用最低的预算打造最适合自己的个人工作站电脑比较实在。
想必不少小伙伴也遇到过这种事,尤其在工作站电脑的选择问题上,品牌机动辄上万,二手市场水深莫测,在仿真应用的电脑配件上又不像家用机常见系列那么高的讨论度,自己选配难度较大,往往需要摸着石头过河。
今天就分享下我这段时间走过的坑,让大家少走点弯路。
在普遍的认知中,影响计算效率的重要参数包括:硬盘的读写速度,内存的带宽,CPU的规格等。在固态硬盘广泛普及、双通道内存比比皆是的今天,个人工作站电脑关键点还是在于CPU的选择。

   本人此次对比的CPU型号及其参数  

Intel(R) Xeon(R) CPU E3-1225 v6     
4核4线程 3.30 GHz(主频)3.70GHz(单核睿频)
3.40 GHz(全核睿频)    
Intel(R) Xeon(R) CPU E5-1650 v3    
6核12线程 3.50 GHz(主频)3.80 GHz(单核睿频)
3.70 GHz(全核睿频)    
Intel(Ry xeon(R) CPU E5-2698 v3     
16核32线程 2.30 GHz(主频)3.60 GHz(单核睿频)
2.80 GHz(全核睿频)    
Intel(Ry xeon(R) CPU E5-2667 v3     
8核16线程 3.20 GHz(主频)3.60 GHz(单核睿频)
3.40 GHz(全核睿频)    
AMD Ryzen 7 4800U     
8核16线程  1.80 GHz(主频)4.20 GHz(单核睿频)
3.20 GHz(全核睿频)    
看这些CPU型号参数和专有名词时,明白其中门道的人或许都有些眼花,对大部分不”玩机“的人而言更是头疼万分。网上查个“CPU天梯榜”,里面成百上千的CPU版本,还夹带有Intel和AMD两种命名方式,像入了迷魂阵一般。那么哪些CPU对于仿真计算才更合适呢?
翻阅了大量论坛和视频评论区,也问过不少从事仿真的朋友,得到的信息依然模糊。家用电脑或者说是游戏机的装机论坛比比皆是,而仿真计算寥寥无几,信息交流十分闭塞。无奈的我也只能自己花钱去试错,买了一堆二手配件,也就有了上面这么多型号的CPU还有其他配件。
相信还有很多跟我一样,电脑硬件相关一知半解的朋友,就需要对一些专有名词进行补习。

   何为主频、超频和睿频?   

主频是设计之初标定的通常工作频率,可类比为人的平均心跳频率;睿频是依靠处理器的智能自主调节,可以根据当前的计算量需求,在睡眠到适当运动的心跳范围内变化;超频是通过外部刺 激(提高电压)以提升CPU的性能,像打了肾上腺激素,代价是更高的功耗和散热需求;同时由于超出了设计范围,运作在超频下存在不稳定因素,长时连续运算为主的用户还是不建议超频。

   计算用时对比   

简单了解主频、超频和睿频后,让我们看看计算一个20万网格、71对接触的非线性计算模型的情况,软件设定为CPU全核心运行。





具体用时如下表所示:
CPU型号      
   
用时
用时(s)
Intel(R) Xeon(R) CPU E3-1225 v6 @ 3.30GHz    
2:14:23
8063      
   
Intel(R) Xeon(R) CPU E5-1650 v3 @ 3.50GHz    
2:11:55‍‍    
7915
Intel(Ry xeon(R) CPU E5-2698 v3 @ 2.30GHz    
4:30:26
16226
Intel(Ry xeon(R) CPU E5-2667 v3 @ 3.20GHz    
2:43:45
9825
AMD Ryzen 7 4800U with Radeon Graghics    
2:25:44
8744
可以看得出来,CPU核心数量越多并不总是计算的越快,能显著提高ABAQUS计算效率的指标还是频率,尤其是全核睿频

  结论  

实测情况说明了ABAQUS软件对于多核并行计算的利用率并不高,反而对于CPU频率更为敏感。同理,类似的计算软件像ANSYS、optistruct等也是如此,这些软件都是基于相同的算法理论和构架进行搭建的。
虽然我们得出了这么个结论,但事实上我们使用的电脑并不能只是单纯用于一个计算,还需要同时进行其他运行或操作,也就是说,CPU的频率和核数都是需要的,但没有一个CPU是完美的。正如前面所说的,不差钱来个好的也就能解决这些问题,但这也是最现实的问题。
PS:本着选择花最少的的钱组装效率较高的仿真工作站电脑,但这个过程真的十分煎熬,因为不懂的东西实在太多,需要学习,同时也花了不少钱,是真的不想花了钱请回了个”大爷“,看着揪心,用着难受。
本人以自身真实的经历分享给大家,希望有需要的小伙伴能在选配工作站电脑中少点曲折,至少是不再重蹈前人走过的坑。
 

小伙伴们可以在下方评论、后台留言,提出您的问题与见解谢谢各位小伙伴的支持!


来源:SimYoungC
OptiStructHyperMeshAbaqus振动疲劳非线性二次开发理论游戏ANSYS
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-02-20
最近编辑:1天前
SimYoungC
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