CAE-CFD应用与解决方案.ppt
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1、CAE-CFD应用与解决方案,CAE仿真对高性能计算的需求,计算机辅助工程(CAE)与高性能计算 更快的速度 更高的精度 更大的规模 问题如何选择提供最佳应用性能的硬件? CAE软件众多,对硬件的需求不一 硬件更新速度迅速:处理器、互联方式、体系结构 曙光公司与MSC、ANSYS、ESI等领先的CAE软件厂商合作,为用户提供最佳的解决方案!,1.1 CAE软件的不同需求,对于Ansys、Nastran以及Abaqus等应用程序 并行度不高,扩展性一般小于16CPU 单个作业对内存的要求很大 单个作业对I/O的空间和性能要求很高 以ANSYS为例 SPARSE-DSPARSE 10 GB/MDO
2、F(in-core) 10 GB/MDOF I/O PCG-DPCG 1 GB/MDOF without MSAVE 0.5 GB/MDOF I/O,虚拟内存(或swap)严重影响速度 内存的存取速度是硬盘的几十几百倍! 计算主进程比从进程需要更大内存 主进程担负更多 (数据管理、域划分等) 主进程需要持续的高性能I/O 减少I/O对CPU的占用 避免共享文件夹/NFS 并行I/O系统(Raid 0),对于Fluent、CFX、LS-Dyna等程序 并行效果好 能够在集群环境下并行到超过128个cpu 以双路服务器性价比最高 对内存的需求不强烈 通常1 个cpu core配置1GB 内存即可满
3、足需要。 对本地交换硬盘性能要求不高 一般采用SCSI/SATA硬盘即可 采用高速互联设备可以大幅度提高性能 以Fluent 为例,8个双路计算节点时采用Infiniband 互联设备的性能会比千兆以太网好50%以上。 Linux 操作系统比Unix 操作系统更加广泛采用,可根据需要选择Windows,对于Feko等电磁场程序 采用PO/UTD方法,并行效果很好,能够在集群环境下并行到超过128个cpu 采用MoM/FMM方法,并行扩展性不高,小于16cpu 对内存和I/O的要求比隐式有限元程序还要高得多,CAE软件可扩展性,隐式结构力学 MSC.NASTRAN MARC ANSYS ABAQ
4、US/Standard 显式结构力学 LS-DYNA AutoDyn Dytran ABAQUS/Explicit 计算流体力学 Fluent STAR-CD/HPC PowerFLOW CFX CFD-Fastran,计算电磁学 Feko 矩量法/FMM 128cpu 声学分析 sysnoise,处理器的选择 AMD Opteron & Intel Xeon 软件兼容性好,管理方便,成本低,性能较高 IBM Power & Intel 安腾 性能较高但价格昂贵,软件兼容度不高 发展趋势 双核、四核、多核 X86和RISC的融合 运算加速技术等,1.2 哪些硬件可供选择,互联方式的选择 千兆以
5、太网,带宽小(理论值125MB/s),延迟大35-45 s ; Myrinet:MPI乒乓测试带宽:230 MB/s,MPI短消息延迟:7 s ; Infiniband;MPI乒乓测试带宽:850 MB/s,MPI短消息延迟: 7 s ;,体系结构的选择,共享内存结构 内存支持统一编址 处理器之间通过高速总线连接 OpenMP支持 内部通信能力强 例子 曙光A950 IBM P575,集群结构 内存无法统一编址 计算单元通过网络相连 MPI支持 内部通信能力较弱 例子 曙光TC4000 IBM 1350,SMP or 集群?,SMP服务器适用的地方 基于OpenMP/多线程 需要大量I/O操作
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