咨询Abaqus电脑配置的朋友越来越多,写一篇普适性的建议,供有类似需求的小伙伴们参考,主要讨论以下两个内容:
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Abaqus运行速度跟哪些因素有关?
硬件,操作系统,Abaqus任务属性是影响Abaqus运行速度的三个主要因素,三者权重不同,下面分别说明:
硬件(70%)
RAM 内存条要结合CPU内存通道和总带宽进行匹配,选频率高的,在预算范围内把内存通道插满,不要闲置。内存容量应根据CPU核数与求解器类型来定,推荐的核数与内存容量配比为,Explicit求解器1:4,Standard求解器1:8,比如CPU已定8核,机器主要运行Abaqus/Explicit,那么RAM可以定为32G,4通道的话就买4条8G的内存条插满即可。
GPU 显卡的一般要求是能亮机就行,这样推荐有两点原因,一是显卡GPU只能加速Standard中的直接稀疏求解器,二是支持加速Abaqus的GPU款式比较少,并且动不动就要几个W。如果你是土豪,工作中的模型以运行Abaqus/Standard直接稀疏求解器为主,推荐Tesla K40m, GP100/GV100或者AMD Radeon Pro V11;今年三月份一位朋友配了台Intel 8375c双路+NVIDIA Quadro GP100,Abaqus/Standard计算速度直接飞起!
SSD/HDD 建议用固态硬盘安装操作系统和软件,机械硬盘用来存放模型、设置工作路径。官方建议操作系统、软件安装、模型工作路径最好都不在同一个盘,因为Abaqus的运行会产生大量临时文件(非工作路径下那些临时文件),默认在C盘一个较深的路径下,Job结束后自动删除,因此如果都在一个盘,临时文件、程序调用、模型文件数据读写速度将彼此影响,导致整体运行速度降低。如果有条件,工作路径也建议使用固态硬盘,我测试过运行一个CEL气囊充气模型,当工作路径在SSD盘时,比在HDD盘快了12%左右!
Tips:在考虑硬件的时候还应考虑 硬件互联导致的影响,这些因素间接影响Abaqus的整体运行速度。比如散热系统将直接决定CPU是否降频,高功率CPU建议用水冷系统效果会更好;再比如搭建Custer服务器集群时,随着CPU数量和MPI等级的增加,需要更多的MPI通信,具有更高带宽和更低延迟的互连通常将允许更大的性能扩展和更高的CPU限制,由于延迟显著降低,使用Infiniband互连通常比10Gb以太网性能更好。
操作系统(3%)
操作系统在类型、版本、库和配置设置方面的差异略微影响Abaqus运行速度,常见的Linux相比Windows在程序调度上有优势,运行速度普遍会快一些,但是一般不超过5%,而且个别的分析类型可能还会更慢一点,因此操作系统不作建议,按个人需求和习惯自行决定。
Abaqus任务属性(27%)
模型规模、网格特征、分析过程、求解器类型、精度、迭代次数或增量数、输出设置等都会影响Abaqus计算速度,很多人给Abaqus配电脑时不考虑要用它做哪方面的建模分析,完全忽略这个权重,导致非常高配的电脑跑起来却特别慢!这样的案例太多了,原因就是没有做好这方面的规划。所以,在权衡不同的硬件(主要是CPU与内存)性能时,请务必同时考虑以下一般准则:
如果你问官方技术专家Abaqus仿真推荐用什么品牌的处理器,得到的标准回答一定是"We at SIMULIA are vendor-neutral and so will not give out recommendations",我不是官方,没有利害关系、也没啥影响力,随便发表一下自己的一点经验吧,供参考~
这个问题答案很大程度上取决于你主要用Standard还是Explicit,总的来说,AMD核心数占绝对优势,性价比要高于Intel,如果你主要做Explicit这种显式积分类的运算,追求核心数量,AMD绝对是最佳选择,运行速度比同价位Intel高很多。预算比较低可以选择锐龙(Ryzen)系列;预算充足或者老板掏钱,那就买霄龙(EPYC)二代(推荐7F52/7H12)或三代(推荐74F3/75F3/7T83)以及线程撕裂者系列(总之避坑一代EPYC就对了),这些是专门为CAE分析设计的处理器,AMD官方有LS-DYNA/Abaqus等软件的Benchmark可以参考,跑Abaqus非常给力。
Intel的优势在于各种指令集对Standard求解器的加持以及软件的完美兼容,AMD这方面确实不行,低版本Abaqus在AMD上会遇到不兼容问题,经我测试,Abaqus2016.HF28至今仍无法在AMD上执行Standard与CFD的Co-Simulation,补丁到28基本上是最后一次维护,这就意味着官方彻底不再处理这个缺陷了,所以如果你用的Abaqus版本比较低(以2018为界限),尤其是经常会用Standard求解器的情况下,慎选AMD!而Intel完全没有这方面问题,推荐酷睿i7-12700K或i9-12900K,DDR5和高时钟频率会让Abaqus快乐的吞吐数据,预算高一些直接选性价比之王:8375c,配双路,这款处理器Intel挤牙膏用力过猛的杰出代表。
最后解释一下为什么前面提到的核心指的是【物理核心】:Intel的超线程(HT,Hyper-Threading)技术,或者AMD的同步多线程(SMT,Simultaneous Multithreading)技术,对Abaqus并行运算不会有真正意义上的性能提升(事实上对于计算密集型的CAE分析均是如此,开启超线程甚至会遭遇性能下降),而且还会徒增Tokens数量,对于用户来说,就是花了更多的钱,性能反而下降,得到的仅仅是看起来能调用更多线程而已。最近几年官方也逐渐意识到并承认了这一事实,所以Abaqus2022版已经做了更改,不管你的BIOS设置有没有启用超线程技术,通通只识别【物理核心】,很多人问为什么最新版调用最大线程会报错,就是这个原因。只要你输入最大【物理核心】数,肯定就不会报错,如果你比较执着于超线程技术,还像之前的版本一样,能够识别逻辑线程,你需要在环境文件(abaqus_v6.env)中添加如下语句:
import os
os.environ['ABA_CPUS_LOGICAL'] = '1'
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