O que limita uma simulação
Um solver de elementos finitos (FEA) ou de dinâmica de fluidos computacional (CFD) faz milhões de operações sobre matrizes enormes. Três coisas decidem quanto tempo demora:
- Núcleos: o cálculo reparte-se entre eles, até onde a licença deixar.
- Largura de banda de memória: os dados têm de chegar aos núcleos; se não chegam a tempo, os núcleos esperam.
- Quantidade de memória: se o modelo não cabe, o solver escreve no disco e tudo fica muito mais lento.
Canais de memória: o estrangulamento escondido
Cada canal de memória dá um caudal fixo. Um Ryzen tem dois, um Threadripper quatro, um Threadripper PRO oito e os EPYC de servidor, de seis a doze. Em CFD e em muitos solvers iterativos, passar de dois para oito canais acelera mais do que duplicar os núcleos.
Por isso, para simular a sério, convém preencher todos os canais com módulos iguais: quatro módulos para quatro canais, oito para oito.
Quanta memória é precisa
Depende do tamanho do modelo e do tipo de solver. Os solvers diretos de elementos finitos são os que mais pedem; os iterativos e a CFD pedem menos por elemento, mas os modelos costumam ser maiores. Como orientação:
| Trabalho | Memória orientativa |
|---|---|
| Peças e montagens pequenas, análise linear | 64 GB |
| Montagens grandes, contactos e não linearidade | 128 a 256 GB |
| CFD com várias dezenas de milhões de células | 256 GB ou mais |
| Multifísica e modelos muito grandes | 512 GB ou mais |
Veja o pico de memória das suas simulações atuais no registo do solver e deixe uma margem de 30 a 50 %: os modelos crescem sempre.
As licenças decidem quantos núcleos usar
Muitos programas de simulação cobram por núcleo, e isso muda as contas:
- O Ansys inclui alguns núcleos na licença base e cobra o resto com pacotes HPC.
- O Abaqus funciona com tokens: quanto mais núcleos, mais tokens.
- O COMSOL não cobra por núcleo dentro de um mesmo computador.
Se cada núcleo extra custa licença, compensa um processador com menos núcleos mas mais rápidos e todos os canais de memória preenchidos. Se a licença não o limita, mais núcleos e mais canais.
A placa gráfica: para ver o modelo e, às vezes, para calcular
Para trabalhar com o modelo basta uma placa gráfica profissional de gama média com controladores certificados, como uma RTX PRO 2000 ou uma RTX PRO 4000. A questão é se o seu solver calcula na GPU: alguns já o fazem (o Fluent tem um solver nativo em GPU, e o Mechanical e o Abaqus aceleram parte do cálculo), mas nem todo o trabalho beneficia.
Antes de investir numa placa grande para calcular, verifique que parte do seu caso usa a GPU e se precisa de dupla precisão: as placas gráficas de hoje rendem muito em precisão simples e bastante menos em dupla.
Disco de trabalho e resultados
Os solvers escrevem ficheiros temporários enormes, e os resultados ocupam muito espaço. Um SSD NVMe dedicado como disco de trabalho, separado do sistema, evita que o cálculo espere pelo disco; os resultados terminados podem passar depois para um servidor ou um NAS com cópias.
Três pontos de partida
| Uso | Processador | Memória |
|---|---|---|
| Simulação ocasional junto ao CAD | Ryzen 9 de 16 núcleos | 128 GB, 2 canais |
| Cálculo diário com modelos médios | Threadripper de 24 a 32 núcleos | 256 GB, os 4 canais preenchidos |
| CFD e modelos grandes | Threadripper PRO | 512 GB ou mais, os 8 canais preenchidos |
Todas com um disco de trabalho NVMe à parte e testadas durante 24 horas a plena carga, que é exatamente o que o equipamento fará quando lançar uma simulação de toda a noite.
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Perguntas frequentes
Mais núcleos é sempre mais rápido em simulação?
Não. A partir de certo ponto manda a largura de banda de memória, e se a licença cobra por núcleo, cada núcleo extra custa dinheiro. O eficiente é equilibrar núcleos, canais de memória e licenças.
Quanta memória preciso para Ansys ou Abaqus?
Depende do modelo e do solver. Como orientação, 64 GB para modelos pequenos, 128 a 256 GB para montagens grandes com contactos e 512 GB ou mais para modelos muito grandes. Veja o pico de memória no registo do solver e deixe margem.
Uma GeForce serve para simulação?
Para ver o modelo, sim. Para calcular, depende do solver: alguns aceleram na GPU em precisão simples e outros precisam de dupla precisão, em que as placas gráficas de hoje rendem pouco. Confirme-o com o seu caso antes de comprar.
Workstation ou servidor de cálculo?
Se calcula uma pessoa e quer ver os resultados na sua secretária, workstation. Se calculam várias ou as simulações duram dias, um servidor de cálculo em rack com mais canais de memória, partilhado pela equipa.
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