Fluent计算CPU与内存瓶颈问题：解决方案大揭秘

测试环境

配置一 e5-2680v2 ，cpuz 跑分3945，内存频率 4 * 1866MHz

配置二 i7-10700 ，cpuz跑分5600，内存频率 1 * 2666MHz

配置三 i5-9400f ，cpuz跑分2500，内存频率 2 * 2400MHz

配置四 笔记本i5-8300H ，跑分略低9400f，内存频率2*2666MHz

测试结果一、实际测试fluent 计算速度配置一是配置二的2倍；测试结果二、配置一是配置三的1.4倍（换算一下，配置三约为配置二的1.43倍）；配置一内存读写约为配置二的3倍；结果四，配置四计算速度是配置三的0.88倍

结果（以配置二为速度标准1.0）

一二三四：2.0，1.0，1.43，1.26

结论

1. 配置二显然达到内存瓶颈

2. 根据测试结果一，估测四通道的内存性能损失在25%左右

3. 根据测试结果二，性能损失越21%，估计是CPU存在瓶颈

4. 根据测试结果一，假设双通道内存性能损失15%， 2 * 3300 MHz 就可以追平 4 * 1866MHz内存性能，但是i7-10700是e5-2680v2跑分的1.42倍，所以预测内存甚至可以上到 2 * 4600MHz而不达到CPU瓶颈，也就是说在家用PC平台上i7或者r7几乎不存在CPU瓶颈的问题，毕竟ddr4内存能保证在gear1或不分频的条件下是几乎无法达到4600MHz

进一步的分析

借用CFD online 论坛的一些测试结果

没有找到这张图的内存频率数据，但是推测应该是非高频ddr4内存（毕竟要保证标准统一）。可见5600x开4核心时，CPU已经被内存限制了发挥，预计5600x使用ddr4 高频内存条3800 - 4000MHz左右时，能在4核心时差不多追平 EPYC 7302

这里9800x的数据有些奇怪，同是四通道内存，却比线程撕裂者 的水平一大截，理论上来说，这两个平台的性能不会有太大差距，因为都会受到内存瓶颈问题。推测酷睿x或者线程撕裂者在四通道高频内存的加持下可以最高开到 8 核心并行追平7302，8核心之后将会继续遇到内存瓶颈问题，开更多的核心数计算速度继续提升的空间也不大

最后给一些配置建议

1-4k预算

至强e5-26xxv2系列，支持4通道服务器ddr3内存，低价位的天花板，配双路4k之内拿的下来

6-10k

这价位还上不了线程撕裂者，但是可以上x299＋10900x或者更好的10980xe等，我记得这板子内存是四通道ddr4还能超4000以上的。如果真能上4通道的4000Mhz频率，估计性能可以超过8通道的2400Mhz水平的服务器主板

15k以上

试试amd线程撕裂者，或者双路服务器主板（霄龙 和志强金牌 等系列），这些工作站/服务器配起来直接上8通道内存主板，内存插满128甚至256g，算个几千万不在话下（不过对于小数量网格的感觉就是杀鸡焉用牛刀了）

更新：根据CFD online版主的推荐，线程撕裂者将被四通道内存极大的限制计算速率，一般来说，四通道内存对应的CPU核数不应该超过10-12，超过就可能导致性能浪费，所以不论低价位还是高价位，低价四通道/高价八通道的至强和霄龙系列的cpu都是最优选择，如果兼顾单核高频性能，则推荐x99或者x299主板可使用的酷睿x系列cpu，比如i9 10900x，该系列主板支持四通道内存，受内存瓶颈影响较小，但是仍然不建议买超过12核心以上的CPU

其他的一些建议和冷知识

1.对于一定数量网格的case，开并行数越多，提升效果越小，举例来说开1,2,4,6,8并行的效率可能是单核的1.0,1.9,3.5,5.0,6.0倍（实际受到本机内存带宽影响），如果触发到本机的内存瓶颈，那再多核数也几乎带来不了什么影响，一般建议网格/核心数的值在10-30w左右，对于一般的小数量网格case，核心频率（单核心性能）比多核性能更重要，大数量网格情况则相反

2.如果电脑还有别的工作要做，并行线程不要开满，至少留一个，不然电脑卡成ppt，现在cpu基本全是超线程，开满和开满-1基本上没有什么影响

测试一下午得出的一些结论

3.不要用到超线程算fluent，最佳并行数甚至可能小于核心数

4.当迭代次数很快时（1s达到10步），IO成为瓶颈之一，report间隔放大，速度最快能提升百分之几百

2022.5.24补一个自用i9-10900x的测试

配置10900x，4通道ddr4 4000MHz 8g内存，cpuz多核跑分5891，对比e5-2680v2，4通道 ddr3 1866MHz内存，cpuz多核3934。

结果，10900x cpu性能是至强的1.497倍，内存性能理论上是2.14倍，20线程运行fluent 170w网格case，计算速度是1.665倍。可知，2680v2仍然受到内存瓶颈的限制，否则计算速度的提升应该不会高于cpu多核性能的提升，但对于10900x，有可能触及了cpu瓶颈，毕竟10900x除了四通道之外在当下并不算一个优秀的cpu