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    电磁仿真(时域频域)单机集群精准配置推荐

      [  中关村在线 原创  ]   作者:zoler

    电磁仿真(时域频域)单机集群精准配置推荐

    目录
      1. 电磁仿真计算特点与硬件配资分析
      2. 电磁仿真计算绝配~UltraLAB工作站介绍
      3.  电磁仿真计算硬件配置(单机与集群)推荐

    一.电磁仿真计算特点与硬件配置分析

    电磁场仿真软件广泛应用于无线和有线通信、计算机、卫星、雷达、半导体和微波集成电路、航空航天等领域,从毫米波电路、射频电路封装设计验证,到混合集成电路、PCB板、无源板级器件、RFIC/MMIC设计,天线设计,微波腔体、衰减器、微波转接头、波导录波器等设计等

    电磁仿真(时域频域)单机集群精准配置推荐

    1.1电磁仿真算法分类、计算特点

    计算电磁学(CEM)方法大致可分为2类:精确算法和高频近似方法。

    (1)全波精确计算法

      包括差分法(FDTD,FDFD)、有限元(FEM)、矩量法(MoM)以及基于矩量法的快速算法(如快速多极子FMM和多层快速多极子MLFMA)等,其中,在解决电大目标电磁问题中最有效的方法为多层快速多极子方法。

    (2)高频近似方法

     一般可归作2类:一类基于射线光学,包括几何光学(GO)、几何绕射理论(GTD)以及在GTD 基础上发展起来的一致性绕射理论(UTD)等;另一类基于波前光学,包括物理光学(PO)、物理绕射理论(PTD)、等效电磁流方法(MEC)以及增量长度绕射系数法(ILDC)等

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    算法计算特点汇总如下

    NO

    关键项

    时域算法

    频域算法

    1

    主要算法

    时域有限差分

    FDTD

    时域有限积分

    FIT

    有限元

    FEM

    矩量法

    MOM

    2

    典型软件

    EMPIRE XPU

    XFDTD

    EMPro

    CST

    HFSS

    EMPro

    JMAG

    FLU

    FEKO

    Momentum

    Sonnet

    3

    计算特点

    线性加速比高、高度多线程,

    支持多核CPU

    支持大型GPU

    内存要求不高

    回写很少

    多线程,线性加速有限

    支持多核CPU并行求解

    内存要求高

    回写有

     

    小结:

    1.  时域算法,属于显式算法,传统的CPU多核加速比好,核数越多计算越快,此外,并行度高,支持GPU加速计算,注意大部分求解器对GPU要求是双精度计算为主,也就是说需要用双精度性能高的GPU卡

    2   频域算法,属于隐式算法,支持多核并行计算,但核数并行计算有限,不支持GPU计算,提升性能的手段,就是提升CPU的频率,足够大的内存,值得注意当内存非常大的时候(超过192GB),硬盘io性能非常关键

    1.2对并行计算求解过程分析

    如何配置CPU要根据求解过程和算法特点,尤其要了解时域、频域两大算法特点紧密结合,这样才能更高效更合理,从并行求解流程图看,循环计算过程是单核和多核交叉过程

    电磁仿真(时域频域)单机集群精准配置推荐

    上图可以看出,CPU选型非常重要,CPU睿频足够高,大幅缩短【阶段1】求解时间,和整机足够核数+高频运行,大幅缩短【阶段2】的求解器解算时间

    常规工作站卖家,提供的机器往往多核忽视了睿频的重要性,整个计算过程效率非常低,

    因此 硬件配置注意: 

    1.  如果是时域算法为主,例如 FDTD、FIT求解器,由于并行度高,工作站配置尽量多核,可显著提升求解速度,同时注意阶段1睿频高的处理器更快,如果是以GPU计算为主,可以配置CPU频率高,核数少的,这样整个过程显著提升

    2.  如果是隐式算法为主,例如 FEM,MOM求解器,由于并行度有限,一定要睿频尽可能高,同时保证足够的核数的并行,这样整个求解过程无死角瓶颈

    3.  如果是多种算法并用,CPU要足够核数与高睿频之间选择一个兼顾的规格,三种应用(时域算法、频域算法、混合算法)都均能确保工作站硬件计算性能最大化

    考虑到上述计算特点,CPU的选择对整个求解过程极其重要,下面是最新上市的intel Xeon Schalable(可扩展)处理器多种规格,UltraLAB选型分析:

     

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    1.3CEM求解规模与硬件配置推荐

    a)基于时域算法~UltraLAB硬件配置参考(CPU类)

    NO

    分类

    规模划分

    核数

    全核频率

    睿频

    内存

    并行存储

    1

    小规模 

    <50倍波长

    14

    4.6GHz

    4.6GHz

    32GB


    18

    4.5GHz

    4.5GHz

    64GB


    2

    中等规模 

    50~100倍波长

    36

    3.1GHz

    3.7GHz

    64GB


    40

    3.1GHz

    3.7GHz

    96GB


    3

    大规模 

    100~200倍波长

    48

    3.5GHz

    3.7GHz

    96GB


    56

    3.3GHz

    3.8GHz

    192GB

    13*4TB

    4

    超大规模

    >200倍波长

    96

    2.8GHz

    3.3GHz

    512GB

    13*4TB

    b)基于频域算法~UltraLAB硬件配置参考

    NO

    分类

    规模划分

    核数

    全核频率

    睿频 

    内存

    并行存储

    1

    小规模

    <20万网格

    (</100万未知量)

    14核 

    4.6GHz

    4.6GHz

    64GB



    20万~80万网格

    (100~400万未知量)

    18核 

    4.5GHz

    4.5GHz

    96GB



    2

    中等规模

    80万~200万网格

    (400万~1000万未知量)

    24

    4GHz

    4.2GHz

    96GB



    200万~500万网格

    36

    3.7GHz

    3.7GHz

    192GB

    8*4TB

    (1000万~2500万未知量)

    3

    大规模

    500万~1000万网格(2500万~5000万未知量)

    48

    3.5GHz

    3.7GHz

    256GB

    10*4TB

    4

    超大规模

    1000万~2000万网格 (5000万~1亿未知量)

    56

    3.3GHz

    3.8GHz

    384GB

    13*4TB

    5

    超大规模

    >2000万网格

    (>1亿个未知量)

    集群18*6

    =108

    4.4GHz

    4.4GHz

    64GB

    并行存储

    c)基于超大规模时域算法求解GPU选型

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    如果以GPU求解为为主,可选的GPU卡参考下表

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    二.基于电磁仿真计算的UltraLAB机型介绍

    UltraLAB是西安坤隆计算机科技有限公司推出的定制图形工作站品牌,经过多年发展,该产品拥有傲视群雄的三大领先优势:先进计算硬件架构、完整齐全行业应用定制方案、专业硬件系统优化技术,大幅超越同类的“图形工作站”产品,我们提供基于电磁仿真计算应用最快硬件架构产品系列

    2.1 极速图形工作站H490介绍

    电磁仿真(时域频域)单机集群精准配置推荐

     
    配置特点:

    (1)CPU具有超高的频率,中小规模时域与频域求解,发挥极致性能

    6核5.0GHz,8~10核4.8GHz,12~14核4.6GHz,16~18核4.4GHz
    (2)GPU 支持双GPU架构超算

    显著优势:

    和市场上单路cpu架构的工作站(单Xeon E5v4,单Xeon W-2100系列,单Xeon Schalable系列)相比,拥有超高频率,在多核并行计算(特别是频域求解),性能出众

    2.2 高性能计算工作站EX620

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    配置特点:
    CPU 支持双Xeon Schalable(可扩展)处理器,拥有更高频率和更低延迟,中大规模时域与频域求解,发挥极致性能

    提供规格:
     24核*4GHz/4.2GHz
     36核3.7GHz/3.7GHz
     40核3.1GHz/3.7GHz
     48核*3.5GHz/3.7GHz
     56核*3.3GHz/3.8GHz

    GPU 支持双GPU架构超算

    显著优势:

    和市场上常规双路cpu工作站(双Xeon E5v4,双Xeon Schalable系列)相比,拥有更高频率,多核并行计算(时域、频域算法),定位精准高效,显式计算(EX620i)、显式隐式计算通吃(EX620)

    2.3 超大规模仿真计算机型Alpha720

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    配置特点:
    CPU 支持4颗Xeon E7v4处理器(最高到96核),拥有更高频率和更低延迟,超大规模时域算法求解,极致性能

    提供规格:72核2.8GHz,96核2.7GHz
    GPU 支持双GPU架构超算

    显著优势  市面上唯一的最快时域求解(CPU计算架构)工作站,极致性能还静音

    2.4 图灵超算工作站GX490M或GX620M

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    GX490M配置特点:
    CPU 具有超高的频率,中小规模时域与频域求解,发挥极致性能

    提供规格:10核4.8GHz,12~14核4.6GHz,16~18核4.4GHz
    GPU 支持7块双槽GPU卡

    GX620M配置特点:
    CPU 支持双Xeon Schalable(可扩展)处理器,拥有更高频率和更低延迟,中大规模时域与频域求解,发挥极致性能

    提供规格:24核4GHz,36核3.7GHz,40核3.1GHz,48核3.5GHz,56核3.3GHz
    GPU 支持9块双槽GPU卡


    显著优势  市面上唯一的基于办公环境(静音级)最强大GPU超算性能时域求解计算系统,同时兼顾频域隐式算法极致性能展现

    各种机型性能与差异对比表

    NO

    机型

    硬件配置特点

    适合应用

    1

    H490

    单CPU+双GPU

    (14核4.7GHz,18核4.5GHz)

    中小规模频域、时域算法求解

    2

    EX620i

    双CPU(56)+双CPU

    大规模时域、频域算法求解

    3

    EX620

    双CPU(56)+双GPU+并行存储

    大规模的全能求解

    4

    GX490M

    单CPU+7个GPU+并行存储

    超大规模时域GPU超级

    5

    GX620M

    双CPU(56)+9个GPU+并行存储(16)

    超大规模全能求解、时域GPU求解

    6

    Alpha720

    四CPU(96)+双GPU+并行存储

    超大规模CPU架构时域求解

     

    三.电磁仿真计算硬件配置(单机与集群)推荐

    提供单机CPU、单机GPU、集群架构的全面完整的硬件配置方案

    3.1   基于多种算法(CPU计算)单机工作站硬件配置方案

    电磁仿真(时域频域)单机集群精准配置推荐

    3.2   基于时域求解(GPU计算架构)单机硬件配置方案

    电磁仿真(时域频域)单机集群精准配置推荐

    3.3   基于分布式集群的硬件配置方案

    电磁仿真(时域频域)单机集群精准配置推荐

    方案1 基于CPU计算的分布式集群方案

    电磁仿真(时域频域)单机集群精准配置推荐

    方案2 基于CPU+GPU异构超算的分布式集群方案

    电磁仿真(时域频域)单机集群精准配置推荐

    上述报价仅仅是硬件系统,还需要作业调度系统及安装调试、培训、维护费用,该集群中,每个计算节点比市场上低频双Xeon架构配置,性能更高,保证循环过程中,每个环节计算性能发挥到极致


    方案提供商

    西安坤隆计算机科技有限公司

    业务电话:400-705-6800

    咨询微信号:

    电磁仿真(时域频域)单机集群精准配置推荐


     

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    epc.zol.com.cn true http://epc.zol.com.cn/689/6892946.html report 6805 电磁仿真(时域频域)单机集群精准配置推荐目录  1. 电磁仿真计算特点与硬件配资分析  2. 电磁仿真计算绝配~UltraLAB工作站介绍  3.  电磁仿真计算硬件配置(单机与集群)推荐一.电磁仿真计算特点与硬件配置分析电磁场...
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