SOLIDWORKS Flow Simulation : de combien de cœurs de processeur avez-vous besoin ?

Les clients demandent souvent ce qu'ils devraient acheter dans un poste de travail pour SOLIDWORKS Flow Simulation afin de résoudre leurs problèmes.dynamique des fluides numérique(CFD) aussi vite que possible. Malheureusement, cette question est souvent suivie d'une attente irréalisable, comme « Tout doit être résolu en moins de dix minutes ».

Remarque: Bien qu'il soit possible d'obtenir un temps de résolution ultra-rapide, la précision des résultats en souffrira.

Le temps total de résolution pour unSimulation SOLIDWORKSLe projet est influencé par plusieurs facteurs, tels que le nombre total de cellules, les paramètres du projet, les effets du transfert thermique et les objectifs de convergence, pour n'en nommer que quelques-uns. Concentrons-nous sur les possibilités en comparant le temps de résolution total de trois projets CFD différents sur différents postes de travail.

Les fichiers de référence

Le SOLIDWORKS CAOLes données utilisées pour les tests de référence sont trois fichiers tutoriels SOLIDWORKS Flow Simulation : A2 Conjugate Heat Transfer, B4 Mesh Optimization et C5 Rotating Impeller.

Le TutorielsLe PDF se trouve dans le\SOLIDWORKS Flow Simulation\lang\english\Docs dossier.

De même, leréférenceLes fichiers peuvent être trouvés dans\SOLIDWORKS Flow Simulation\Exemples.

Assurez-vous de copier les fichiers d'exemple dans un répertoire à l'extérieur deC:\Program Files pour avoir accès à la lecture/écriture. Nous vous recommandons aussi d'ouvrir les fichiers à partir duPrêtdossier, à moins que vous ne souhaitiez suivre l'intégralité du didacticiel.

Les paramètres de maillage de chaque modèle du tutoriel ont été ajustés pour créer des problèmes plus importants pour nos comparaisons. Pour le tutoriel Transfert de chaleur conjugué A2, le paramètre de maillage global a été augmenté à Niveau 4.Le nombre total de cellules après cette modification est de 241 630. (Figure 1)

Figure 1 : Modifications du maillage de référence A2, taille finale du maillage

Pour le tutorielOptimisation du maillage B4, le point de référence commence dans la section Création d'un deuxième maillage local. Les modifications apportées à laParamètres globaux du maillageCela inclut la spécification manuelle du nombre de cellules dans l'espace cartésien et l'ajustement du nombre de cellules de raffinement pour le deuxième contrôle de maillage. Le nombre total de cellules après ces modifications est de 501 667. (Figure 2)

Figure 2 : Modifications du maillage de référence B4, taille finale du maillage

Pour le tutorielRoue rotative C5, le paramètre de maillage global a été augmenté à Niveau 5Le nombre total de cellules après cette modification est de 190 800. (Figure 3)

Figure 3 : Modifications du maillage de référence C5, taille finale du maillage

Les postes de travail de référence

Dans cette étude, nous avons utilisé cinq postes de travail différents pour évaluerSimulation SOLIDWORKSPerformances. La gamme de processeurs s'étend des processeurs Intel de 7e à 11e génération et AMD Ryzen Threadripper Pro série 5000. En termes généraux, ce sont des postes de travail que vous auriez pu acheter il y a six ans ou ceux que vous pouvez acheter aujourd'hui. Les modèles de postes de travail et les spécifications des principaux composants sont présentés à la figure 4.

Figure 4 : Spécifications du poste de travail utilisées pour les tests d'évaluation

• Poste de travail A était couramment acheté pour nos laboratoires de formation il y a plusieurs années. Ceux-ci n'étaient pas équipés des processeurs haut de gamme disponibles à l'époque, mais ils étaient plus que suffisants pour l'usage prévu.
• Poste de travail BIl s'agit d'une reconstruction qui remonte à plusieurs années. Lors de la reconstruction de ce poste de travail, le processeur Intel i7-9700K de 9e génération était l'une des options haut de gamme disponibles.
• Poste de travail Cest représentatif des machines présentement utilisées dans plusieurs de nos centres de formation.
• Poste de travail D est le poste de travail que nous utilisons actuellement ainsi que plusieurs de nos collègues de l'équipe de simulation GoEngineer pour notre travail quotidien.
• Poste de travail Eest un ajout récent que notre équipe de simulation utilise pourServices de consultation CAElorsqu'un poste de travail haut de gamme est nécessaire.

AdditionnelInformations sur les tests d'évaluation de SOLIDWORKS Flow Simulation

Avant de résoudre ces modèles de référence, on renvoyait souvent les clients àBase de connaissances SOLIDWORKSarticle S-034487 «Utilisation de plusieurs processeurs et influence sur le temps de résolutionCet article et le document FAQID inclus sont les références que nous utilisons depuis plusieurs années pour guider nos clients vers des décisions plus éclairées afin d'améliorer les performances de SOLIDWORKS Flow Simulation. La nouvelle version de cet article est disponible dans la base de connaissances du soutien Dassault Systèmes.Article d'assurance qualité QA00000109363. (Connexion requise pour accéder.)

Nos tests ont suivi la procédure décrite dans cet article mis à jour de la base de connaissances. Nous aurions également souhaité inclure les processeurs Intel de 12e et 13e générations dans notre analyse de référence, mais nous n'avions pas de postes de travail équipés de ces processeurs lors de nos tests.

Nous avons utilisé SOLIDWORKS 2022 SP 5.0 pour tous les tests. En examinant les résultats plus loin dans cet article,Temps CPU total est la moyenne de chaque projet SOLIDWORKS Flow Simulation résolu trois fois avec le nombre spécifié de cœurs utilisés pour un projet CFD.Temps CPU totalles données sont recueillies à partir dufichier .STDOUTde chaque projet résolu, tel que décrit dansQA00000109363. Finalement, tous les projets ont été résolus à l'aide de SOLIDWORKS Flow Simulation Batch Run, configuré comme indiqué dans la figure 5, avec leNombre maximal d'exécutions simultanées sur cet ordinateurréglé à 1.

Figure 5 : Exemple de configuration d'exécution par lots utilisée pour les tests d'évaluation

Les résultats sont là !

Commençant parTransfert de chaleur conjugué Benchmark A2, les données de la figure 6 montrent à quoi nous nous attendrions. La machine la plus vieille avec la puissance de calcul la plus faible,Poste de travail A, avaient les temps de résolution les plus longs. Les derniers postes de travailC,D, et E avait les temps de résolution les plus courts. En utilisant moins de cœurs de processeur pour une résolution, les deuxPostes de travail C et D évincéPoste de travail E avec une fréquence d'horloge de base plus élevée. Bien que ce soit un point de données intéressant, je ne vois aucune raison pour laquelle vous voudriez exécuter un projet SOLIDWORKS Flow Simulation sur un seul cœur, si ce n'est pour des comparaisons de performances !

La différence dans les temps de résolution pour presque tous lesRéférence A2Le projet sur chaque machine, résolu avec le même nombre de cœurs de processeur, a pris moins de dix secondes.

La seule exception étaitPoste de travail Asolution avec 2 cœurs CPU, avec une différence de 25 secondes entre le minimum et le maximumTemps CPU total. Le Poste de travail ELe temps de résolution avec 8 cœurs était de 178 secondes contre 120 secondes avec 24 cœurs. Bien que le temps de résolution diminue de 32 %, il a été accompli avec 3 fois plus de cœurs de processeur.

Figure 6 : Résultats du benchmark A2

La prochaine étape estOptimisation du maillage Benchmark B4Les données de la figure 7 correspondent à ce qui a été présenté pourRéférence A2; les processeurs plus récents fonctionnent mieux que les processeurs plus anciens.Référence B4 a la plus grande taille de maillage totale des trois points de référence, il est donc prévu qu'il taxe davantage les ressources de calcul.

Concernant les écarts de temps de résolution,Postes de travail A et Bvariait respectivement de 282 et 287 secondes lorsqu'il était résolu avec 2 cœurs de processeur. Presque tous les autres projets résolus variaient de moins de 75 secondes pour un nombre similaire de cœurs de processeur utilisés.Poste de travail DLe temps de résolution avec 8 cœurs était de 1 002 secondes par rapport àPoste de travail Eavec 8 cœurs à 954 secondes.Poste de travail Eavec tous les cœurs utilisés résolusRéférence B4en 541 secondes, soit une amélioration de 43 % par rapport à laPoste de travail ERésolution à 8 cœurs.

Figure 7 : Résultats du benchmark B4

Enfin,Roue rotative Benchmark C5est un problème de région tournante globale et le plus petit maillage des trois repères. Données présentées à la figure 8. LeTemps CPU totalvarie de 1 013 secondes (Poste de travail A, 1 cœur) sur le haut de gamme à 98 secondes (Poste de travail E, 24 cœurs) à l'extrémité inférieure. Pour toutes les itérations résolues, la variance était inférieure à 11 secondes pour des projets similaires résolus avec le même nombre de cœurs de processeur.

Le Poste de travail ELe temps de résolution du processeur à 8 cœurs était de 158 secondes, contre 98 secondes lorsque les 24 cœurs étaient utilisés, soit une amélioration de 38 %.

Figure 8 : Résultats du benchmark C5

Les données présentées confirment ce que la plupart d'entre nous savaient déjà : « plus récent, meilleur, plus rapide, plus complet » est généralement un atout pour réduire les temps de résolution de SOLIDWORKS Flow Simulation. Un point intéressant ressort des données présentées ci-dessus.

Poste de travail Bs'est montré moins efficace avec 8 cœurs qu'avec seulement 6 cœurs. Nous avons vérifié les données de ces projets et relancé les études pour vérification. C'était inattendu et aucun de nous ne peut l'expliquer définitivement.

Qu'en est-il deVraiment GrandDes problèmes ?

On sait ce que vous pensez.Aucun de ces points de repère n'estvraiment grandproblèmesNous convenons qu'un projet SOLIDWORKS Flow Simulation avec moins d'un demi-million de cellules peut être considéré comme «petit, bien que ce nombre total de cellules puisse être plus que suffisant pour de nombreusesSimulation SOLIDWORKSprojets.

Ce test ne serait pas complet sans la mise en place d'un problème vraiment exigeant pour nos postes de travail. Compte tenu de cela, nous avons modifié le tutoriel « Transfert de chaleur conjugué A2’ avec un paramètre de maillage global àNiveau 6. UN épaisseur minimale de la paroi a été ajouté, réglé à 0,09 pouce. Le nombre total de cellules après ces deux modifications est de 3 605 138. (Figure 9)

Figure 9 : Modifications du maillage « Large » du Benchmark A2, taille finale du maillage

Pour ce « gros » problème de référence, tous les cœurs disponibles ont été utilisés pour les postes de travail UN,B,C, et D. Pour Poste de travail ELa résolution a été réalisée avec 8, 12, 16, 20 et 24 cœurs afin de comprendre comment l'ajout de cœurs de processeur supplémentaires peut réduire les temps de résolution des projets SOLIDWORKS Flow Simulation. Les données de ces solutions sont présentées à la figure 10.

Figure 10 : Résultats du benchmark A2 « Large »

Comme prévu, la résolution la plus longue a été prisePoste de travail A, un énorme 15 197 secondes (253,3 minutes, soit 4,22 heures).

À l'autre bout du spectre se trouvePoste de travail Erésolution de tous les cœurs, en 3 494 secondes (58,2 minutes).

La tendance générale est que plus de cœurs résoudront un grand projet SOLIDWORKS Flow Simulation en moins de temps. La seule exception est lePoste de travail CTemps de résolution de 10 281 secondes. Ce poste de travail est limité par sa mémoire vive de seulement 16 Go, comme le montre le rapport du Gestionnaire des tâches de Windows.utilisé et engagéRAM au maximum ou presque pendant une grande partie de la résolution.

Réflexions finales

Les données présentées ici sont très nombreuses. Si vous utilisez actuellement un poste de travail vieux de plusieurs années et que vos analyses CFD nécessitent des performances accrues, un poste de travail plus récent est un choix judicieux. Le choix d'un processeur à nombre de cœurs élevé n'est pas le seul facteur limitant pour réduire significativement le temps de résolution avec SOLIDWORKS Flow Simulation. La résolution de tous les goulots d'étranglement potentiels sur un poste de travail est la clé pour obtenir des performances optimales. Ça implique de tenir comptecombien et à quelle vitessela RAM est dans un poste de travail. Cela signifie aussi choisir des disques SSD rapides pour lire et écrire des données.

Finalement, le multithreading n'apporte pas une amélioration linéaire du temps de résolution. Si l'augmentation du nombre de cœurs de processeur disponibles réduit le temps de résolution total, les graphiques montrent clairement que les gains de performance sont limités lors de l'ajout de cœurs de processeur. Selon nos discussions précédentes avec le soutien technique SOLIDWORKS, les gains du multithreading diminuent au-delà d'environ 20 threads. Ce point est important à prendre en compte lors de la prise en compte des augmentations de prix entre les processeurs dotés d'un nombre de cœurs encore plus élevé.

Alors, de combien de cœurs de processeur avez-vous exactement besoin pour un meilleur fonctionnement ?Simulation SOLIDWORKS performance? 

Selon nos données, un processeur à 8 cœurs est le bas de gamme à considérer. Un processeur de 20 à 24 cœurs haut de gamme offrira une plus grande marge de traitement, notamment pour les projets CFD de grande envergure.

Assurez-vous de choisir un processeur avec des fréquences de base et de boost élevées pour correspondre au nombre de cœurs.

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Auteurs contributeurs

Bill Reuss, Ingénieur d'application principal, spécialiste, simulation et informatique

Matt Sherak, Ingénieur d'application sénior, spécialiste, Simulation,Ingénieur d'application d'élite, passionné de simulation

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