FDTD Solutions硬件指标的一般性推荐

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硬件指标

#1

常常有用户询问这个问题,然而这个问题有非常复杂,取决于仿真文件的性质例如是网格占内存大还是监视器占内存大?分析组运行时间长短、优化和扫描等。另外,计算机硬件和软件(操作系统)也有很大不同。
在写硬件指标之前,我想强调一下操作系统,不要听信销售人员给你的免费版本,最好是使用正版、最新的版本,否则总体的仿真性能可能受到严重影响。另外,不同的计算机,硬件的性能指标也不完全相同。

1. 内存RAM
内存决定能仿真的文件大小,但不影响速度,如果内存不够软件就需要到处寻找可用资源,那仿真速度就大受影响。
取决于你的仿真,台式机一般可以有6-12 GB,而工作站可能有 48-96 GB 的内存。
如果你要仿真的器件有很细的结构,而波长又很长,内存需要可能就很大。用户可以检查每个仿真文件所需要的内存。

2. 总线速度 Memory bus speed
连接CPU和存储器的总线速度是关键的硬件指标,购买高速的非常重要。

3. 存储器带宽 Memory bandwidth
处理器的读写速度。当然是高速度的好。

4. 存储器通道 Memory Channels
数据的传输速度也受一个处理器能支持的存储器通道的个数影响。一般都是多通道结构。4通道理论上能提高4倍的数据传输速率。

5. CPU的个数
如果必要的话,Lumerical的FDTD Solutions可以使用所有的CPU。但是更多的核参与仿真并不总能让仿真速度更快,因为在每一步长上不同的核需要交换数据,而存储器的速度也并不能快到让所有的CPU同时工作。在并行计算中有一个术语叫Scaling(可扩展性),有的时候核数越多速度反而更慢。只有高的总线速度才可以提高CPU的工作效率。
大部分CPU支持“虚拟线程”(可能翻译不准,英语是hyper-threading),因此操作系统可以将一个物理的CPU看作两个核。但是这个功能并不一定能提高仿真速度,因为速度的瓶颈是CPU和内存之间的数据传输速率。
Intel 和 AMD 的CPU性能都可以。

6. CPU的速度clock speed
虽然高的CPU速度的确能够让每一个核运行更快,但是它并不是FDTD Solutions的重要参数,换句话说,速度在中等以上就可以,不必要最快的。总体的仿真速度受限于存储器的带宽 (memory bandwidth)而不是每一个核的计算能力。

7. 多CPU的工作站
多CPU的工作站的确可以提高仿真速度,因为每个CPU有自己的存储器总线。但是如果超过一风格以上的CPU共享一个数据总线就不是很好的选择。每个CPU有自己存储器总线的情况下,如果仿真文件大,就可以受益于多CPU。

8. 其它硬件
像硬盘、GPU等对仿真速度没有很大影响。但是,硬盘也要足够到否则文件可能得不到保存;GPU虽然有一些文献声称速度很高,就我接触到的和审阅的稿件,都是特列个案,并不具有普适性,也就是说目前的CPU性能仍然占上风。

**9. 网络速度:**对单台计算机没有影响,但是对并发式并行计算,就是网络内不同计算机计算不同的文件情况下,由于需要在一台计算机上收集数据,此时网格速度重要。 另外,如果用集群Cluster计算,计算机或者节点之间必须用专用网线例如 InfiniBand连接,这个普通用户不会涉及。

**10. 附:**Lumerical率先使用的技术(2006~2009)
FDTD Solutions 500%+ Faster via Intel’s Nehalem Microarchitecture
Parallel Processing and FDTD Solutions
64-bit Computing and Photonic Design Software
New Multi-Core Processors Boost FDTD Parallel Performance

并行仿真请参考这个帖子


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