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电磁仿真软件HFSS求解器分析、计算特点,其工作站/虚拟加速/集群硬件配置推荐

时间:2025-03-05 15:51:33   来源:UltraLAB图形工作站方案网站   人气:5022 作者:管理员

最新最快cst studio suite应用分析与工作站/集群硬件配置推荐25v1

https://www.xasun.com/news/html/?2942.html


HFSS作为高频电磁仿真软件,提供了多种求解方法,每种方法在计算资源的需求上有所不同。

主要分为以下几类:有限元法(FEM)、积分方程法(IE)、瞬态求解器(Transient)、SBR+(弹跳射线法)、以及可能的其他专用求解器。每种求解器在解决不同类型的问题时有不同的优势和计算特点。


有限元法(FEM)通常用于复杂的三维结构,尤其是封闭或半封闭的电磁问题,如微波器件、天线设计等。FEM在处理复杂几何和材料属性时非常灵活,但计算资源消耗较大,特别是在网格划分和矩阵求解阶段需要大量内存和多核计算能力。

积分方程法(IE)适合开放结构的电磁问题,例如天线阵列、雷达散射截面(RCS)计算等。IE方法通常对内存需求更高,尤其是在处理大尺寸问题时,因为需要存储密集的矩阵,但可能在计算速度上有优势,尤其是在使用快速多极子(FMM)等加速技术时。

瞬态求解器(Transient)用于时域分析,例如瞬态电磁场、脉冲响应等。时域求解通常需要较高的时间步进计算,对CPU的单核性能和内存带宽有一定要求,同时可能需要较大的存储空间来保存时间序列数据。

SBR+(弹跳射线法)适用于电大尺寸问题,如大型平台上的天线布局、车载或机载天线的辐射分析等。SBR+属于高频近似方法,计算速度较快,适合处理电尺寸远大于波长的情况,通常对GPU加速支持较好。

Ansys HFSS(高频结构模拟器)提供多种求解器以适应不同的电磁仿真需求。以下是主要求解器及其计算特点与对应的硬件配置建议:

一、 HFSS主要求解器及计算特点

 

 

适用场景

计算特点

硬件配置推荐

1

有限元法

(1)复杂三维结构(如微波滤波器、天线、封装互连)。

(2)封闭/半封闭空间电磁场分析。

网格划分:自适应网格细化,对内存需求高(网格数越大,内存消耗指数增长)。

矩阵求解:稀疏矩阵求解,支持多核并行(OpenMP/MPI)。

频域求解:支持扫频分析(离散扫频/快速扫频)。

CPU:高主频(≥3.5GHz)+ 多核(≥32核,单颗Xeon W9-3495X或AMD锐龙TR 7985WX,或2颗Xeon 6530或AMD EPYC 9475F)。

内存:容量≥128GB(每百万网格约需20-50GB,推荐512GB+)。

存储:NVMe SSD(≥1TB,用于临时文件高速读写)

2

积分方程法

(1)开放结构电磁问题(如天线阵列、RCS计算)。

(2)电小尺寸但高精度需求场景

矩阵生成:稠密矩阵,内存需求极高(O(N²)复杂度)。

加速技术:支持快速多极子(FMM)或多层快速多极子(MLFMM)降低计算量。

并行性:多核并行效率较低,依赖内存带宽。

CPU:多核+高内存带宽(如AMD EPYC 7B13,8通道DDR4-3200)。

内存:容量≥256GB(推荐1TB+,如处理1亿未知数需2TB+)。存储:高速SSD阵列(RAID 0 NVMe)。

3

瞬态求解器

(1)时域电磁分析(如脉冲响应、雷击效应)。

(2)宽带信号激励的瞬态场仿真

时间步进:显式/隐式时间积分,依赖单核性能。

内存需求:随时间步长线性增长,需频繁读写临时数据

CPU:高主频(≥4.0GHz,如Intel Core i9-13900K)。

内存:≥64GB(短时仿真)至256GB(长时仿真)。

存储:≥2TB NVMe SSD(存储时间步数据)

4

弹跳射线法SBR+

电大尺寸问题(如飞机/船舶天线布局、车载雷达)。

高频近似(波长<<结构尺寸)

射线追踪:几何光学近似,支持GPU加速。

并行性:高度并行化,适合多GPU计算。

内存需求:较低(与射线数量相关)

GPU:NVIDIA A100/A800(显存≥40GB)或RTX 6000 Ada。

CPU:中等配置(如AMD 锐龙 7965WX)。

内存:64GB~128GB(辅助数据处理)

 

二、硬件配置推荐方案

1. FEM/IE混合场景(通用型)

  • CPU:2×AMD EPYC 9684X或9575F
  • 内存:1.5TB DDR5-4800(24×64GB RDIMM)。
  • 存储:8TB NVMe SSD(7GB/s读取)。
  • 网络:NVIDIA ConnectX-7 200G InfiniBand(多节点集群)。

2. SBR+专用场景(GPU加速)

  • GPU:4×NVIDIA A100 80GB(NVLink互联)。
  • CPU:AMD Ryzen Threadripper 7985WX(64核,辅助任务)。
  • 内存:256GB DDR5-5200。
  • 存储:2TB NVMe SSD。

3. 瞬态求解器优化配置

  • CPU:Intel Xeon w9-3495X(56核,4.8GHz Turbo)。
  • 内存:512GB DDR5-4800(8×64GB)。
  • 存储:4TB NVMe SSD(高耐久度型号,写寿命4000TBW)。

三、关键优化策略

  1. FEM/IE内存优化:
    • 启用HFSS的“Out-of-Core”模式,利用SSD扩展虚拟内存。
    • 使用Linux大页(HugePages)减少TLB Miss。
  2. SBR+ GPU加速:
    • 在HFSS中启用CUDA加速,分配显存优先级。
    • 使用多GPU时,确保PCIe通道充足(建议PCIe 5.0 x16/GPU)。
  3. 集群计算:
    • 通过InfiniBand实现低延迟通信(MPI延迟≤1μs)。
    • 配置Lustre并行文件系统,存储带宽≥40GB/s。

总结

  • FEM/IE:优先多核CPU+大内存,适合高精度仿真。
  • SBR+:依赖多GPU,适合电大尺寸快速分析。
  • 瞬态求解器:需高主频CPU+高速存储。
  • 集群扩展:通过InfiniBand和并行文件系统提升多节点效率。


2025年最新工作站、虚拟加速工作站、超频集群硬件配置推荐

2.1 大/中/小计算规模电磁仿真硬件配置方案(常规工作站) (更新日期:2025/3)

NO

品牌与型号

配置规格

价格

备注

1.1

A350 156128-MBA

Intel Ultra-285K超频处理器(24核,其中8核5.6GHz,16核4.0GHz/128GB DDR5/ QuadroT400 2TB NVME +8TB SATA企业级/塔式(1000w)/27寸2K高清图显

27500

小规模超频

1.2

EX660i 228192-MBA

2*Xeon银牌4416+(40核2.8GH z)/192GB DDR5/RTX A400 /4TB NVME +8TB SATA企业级/塔式(1000w)/27寸2K图显

49000

小规模加速型

1.3

EA650i 230256-MBA

2颗AMD霄龙7573X(64核3.0GHz /256GB DDR4 /RTX A400 /2TB NVME-SSD /8TB SATA企业级/塔式(1000w)/27寸2K图显

53500

中小规模加速型

1.4

GT430P 145256-MCB

Xeon W7-3465X超频处理器(28核@4.5GHz )+大排量水冷/256GB DDR5 /RTX A400 /4TB NVME-SSD /8TB SATA企业级/双塔式(1500w)/27寸2K图显

63900

中小规模加速型

1.5

EX660i 227512-MCB

2颗Xeon金6530(64核2.7GH z)/512GB DDR5/Quadro T1000 /4TB NVME-SSD /8TB SATA企业级/塔式(1500w) /27寸-2K图显

75000

大规模计算,完美增强/多任务型

1.6

EA650i 2301T-MCB

2颗AMD霄龙7773X(128核3.0GHz)/1TB DDR4/Quadro T1000 /4TB NVME-SSD /8TB SATA企业级/塔式(1000w)/27寸2K图显

77000

中小规模加速型

1.7

GT430P 144256-PCB

Xeon W9-3475X超频处理器(36核4.4GHz )+大排量水冷/512GB DDR5 /QuaroT1000 4GB /4TB NVME-SSD /8TB SATA企业级/双塔式(2000w)/27寸2K图显

96000

中大规模计算型

1.8

EA660i 245768-MCB

2颗AMD霄龙9375F(64核@4.5GHz)/768GB DDR5/Quadro T1000 /4TB NVME-SSD /16TB SATA企业级/塔式(1000w)/27寸4K图显

127000

大规模计算,完美增强/多任务型

1.9

GT430P 145512-MCB

Xeon W9-3495X超频处理器(56核@4.5GHz )+大排量水冷/512GB DDR5 /A2000 6GB /7.68TB Pcie-SSD /16TB SATA企业级/双塔式(2000w)/ 24寸2K图显

129990

中大规模计算型

1.10

EX660i 230768-MDB

2颗Xeon金8558(96核3.0GHz~4.0Ghz)/768GB DDR5 /Quadro T1000/8TB NVME-SSD /18TB SATA企业级/塔式(1500w) /27寸-4K图显

135000

大规模计算,完美增强/多任务型

1.11

EA660i 2451T-MDB

2颗AMD霄龙9475F(96核@4.5GHz)/1TB DDR5/RTX A2000 /8TB NVME-SSD /18TB SATA企业级/塔式(1000w)/27寸4K图显

163000

大规模超算极致型


2.2 超大规模电磁仿真硬件配置方案(虚拟加速)  更新日期2025v1

No

品牌与型号

配置规格

价格

备注

2.1

GX660M 2301T-MDC

2颗Xeon 铂金8558(96核@3.0GHz)/1TB DDR5 /RTX A4000 /960GB SSD/8TB NVME /16TB SATA企业级/塔式(1500w)/27寸-4K图显

157000

大规模计算型,支持PCA 1变2加速

2.2

GA660M 2451T-MDC

2颗AMD霄龙9475F(96核@4.5GHz~4.8GHz)/1.5TB DDR5 /RTX A4000/960GB SSD/ 8TB NVME缓存盘/16TB SATA企业级/双塔式(1500w)/27寸-4K图显

196000

超大规模计算型,支持PCA 1变2加速,多任务型

2.3

GX660M 2291T-MDC

2颗Xeon 铂金8592+(128核2.9GHz~3.9Ghz,大缓存)/1TB DDR5 /RTX A4000 /960GB SSD/8TB NVME /18TB SATA企业级/塔式(1500w)/27寸-4K图显

226000

超大规模计算型,支持PCA 1变3加速,多任务型

2.4

GA660M 2451T-MDC

2颗AMD霄龙9575F(128核@4.5GHz~5.0GHz,大缓存)/1.5TB DDR5/A4000 16GB/1.92TB SSD/ 8TB NVME缓存盘/16TB SATA企业级/双塔式(2000w)/27寸-4K图显

223000

超大规模计算型,支持PCA1变3加速,多任务型

2.5

GA660M 2401T-MDC

2颗AMD霄龙9655(192核4.0GH z~4.5GHz,大缓存)/1.5TB DDR5 /A5000 24GB/1.92TB SSD/ 8TB NVME缓存盘/16TB SATA企业级/双塔式(2000w)/27寸-4K图显

235000

超大规模计算极致多任务多用户型

2.6

Alpha760 4312T-P23TC

4颗Xeon 铂金8462+(128核@3.2GHz~4.1GHz)/ 2TB DDR5 /RTX A5000 /1.92TB SSD /23TB 闪存阵列(缓存盘)/18TB SATA企业级/双塔式(2000W冗余)/32寸-2K图显

385000

超大规模计算极致多任务多用户型

2.7

GA660M

2413T-MDC

2颗AMD霄龙9755(256核4.1GHz,大缓存)/3TB DDR5 /A5000 24GB/1.92TB SSD/ 23TB 闪存阵列(缓存盘)/18TB SATA企业级/双塔式(2000w)/27寸-4K图显

445000

超大规模计算极致多任务多用户型


2.3 超大规模电磁仿真硬件配置方案(多机集群)

方案1  5个计算节点

NO

货物名称

型号

数量

单价

小计

1

前处理节点

XeonW7-2475X超频处理器

(20核4.0Ghz)+水冷/512GB DDR5 /NVS290/7.68TB NVME-SSD/4U机架式/100G IB网口

1

77000

77000

2

计算节点

2*Xeon金牌6530(64核2.7GHz~4.0GHz)/512GB DDR5 /1.92TB SSD /2U机架式/100G IB网口

5

78000

390000

3

管理存储节点

2*Xeon银4316(32核2.8GH z)/192GB DDR4 /480GB SSD /23TB闪存阵列(读21GB/s、写11GB/s) /126TB并行存储/4U机架式/双口100G IB网口+双千兆/27"4K图显

1

135000

135000

4

计算交换机

Infiniband 36口 100Gbps

1

85000

85000

5

管理交换机

24口千兆以太

1

3800

3800

6

服务器机柜

42U,含PDU机柜插座、托盘

1

6500

6500

7

KVM切换器

16口 VGA

1

1590

1590

8

管理软件

UltraLAB作业调度软件(6节点)

1

60000

60000

 

 

 


 

 

累计(人民币):

 

 

 

¥758,890


方案2  10个计算节点

NO

货物名称

型号

数量

单价

小计

1

前处理节点

XeonW7-2475X超频处理器

(20核4.0Ghz)+水冷/512GB DDR5 /NVS290/7.68TB NVME-SSD/4U机架式/100G IB网口

1

77000

77000

2

计算节点

2*Xeon金牌6530(64核2.7GHz~4.0GHz)/512GB DDR5 /1.92TB SSD /2U机架式/100G IB网口

10

78000

680000

3

管理存储节点

2*Xeon银4316(32核2.8GH z)/192GB DDR4 /480GB SSD /23TB闪存阵列(读21GB/s、写11GB/s) /126TB并行存储/4U机架式/双口100G IB网口+双千兆/27"4K图显

1

135000

135000

4

计算交换机

Infiniband 36口 100Gbps

1

85000

85000

5

管理交换机

24口千兆以太

1

3800

3800

6

服务器机柜

42U,含PDU机柜插座、托盘

2

6500

13000

7

KVM切换器

16口 VGA

1

1590

1590

8

管理软件

UltraLAB作业调度软件(11节点)

1

110000

110000

 

 

 


 

 

累计(人民币):

 

 

 

¥1,205,390


我们专注于行业计算应用,并拥有10年以上丰富经验,

通过分析软件计算特点,给出专业匹配的工作站硬件配置方案,

系统优化+低延迟响应+加速技术(超频技术、虚拟并行计算、超频集群技术、闪存阵列等),

多用户云计算(内网穿透)

保证最短时间完成计算,机器使用率最大化,事半功倍。


上述所有配置,代表最新硬件架构,同时保证是最完美,最快,如有不符,可直接退货

欲咨询机器处理速度如何、技术咨询、索取详细技术方案,提供远程测试,请联系


 

UltraLAB图形工作站供货商:
西安坤隆计算机科技有限公司
国内知名高端定制图形工作站厂家
业务电话:
400-705-6800

咨询微信号:


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