本文原刊登于semiengineering.com：《Elasticity Without Compromise》

作者：Matt Commens

編輯整理：趙陽(yáng) | Ansys中國(guó)技術(shù)支持工程師

在21世紀(jì)初，物理機(jī)器上可用的RAM決定并最終限制了Ansys HFSS能夠仿真的設(shè)計(jì)尺寸，工程師不得不購(gòu)買(mǎi)成本極其高昂的硬件（價(jià)值高達(dá)六位數(shù)），來(lái)解決這個(gè)極具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。

當(dāng)時(shí)，工程師還被迫對(duì)規(guī)模和難度最大的設(shè)計(jì)采用“分而治之”的方法，將模型的幾何結(jié)構(gòu)分割成多個(gè)區(qū)域，然后在流程后期階段合并結(jié)果。由于沒(méi)有考慮到所有的電磁耦合，這種“分而治之”的方法已被證明是容易出錯(cuò)的，并且從根本上降低了模型的精度。

那么，是否有另一種方法，能可靠地運(yùn)行規(guī)模龐大、高度準(zhǔn)確的電磁模型，以提供用于改進(jìn)最終產(chǎn)品的關(guān)鍵設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)呢？

得益于Ansys HFSS的分布式內(nèi)存矩陣求解技術(shù)（DMM），設(shè)計(jì)尺寸不再受限于單臺(tái)機(jī)器上的內(nèi)存容量。DMM讓工程師能夠通過(guò)將多臺(tái)機(jī)器聯(lián)網(wǎng)來(lái)求解最大規(guī)模的問(wèn)題，從而以最佳方式利用彈性硬件基礎(chǔ)設(shè)施。工程師現(xiàn)在可以使用HFSS求解超乎想象的更大、更復(fù)雜的模型，而不會(huì)影響精度。

用戶可以通過(guò)并行彈性機(jī)器配置，將較低成本的小型工作站連接到標(biāo)準(zhǔn)集群中，而無(wú)需購(gòu)買(mǎi)一個(gè)擁有巨大內(nèi)存的昂貴工作站。這樣不僅可以顯著降低硬件成本，還能更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模仿真。

例如，為了求解一個(gè)需要128GB的問(wèn)題，工程師可以將4個(gè)分別配備32GB的工作站進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。由于RAM的非線性成本，這4臺(tái)小型機(jī)器的成本明顯低于購(gòu)買(mǎi)單臺(tái)128GB的大型機(jī)器。

此外，它還可提供極大的靈活性以求解各種問(wèn)題。連接2臺(tái)機(jī)器可以求解規(guī)模翻倍的問(wèn)題，連接4臺(tái)機(jī)器可以求解更大規(guī)模的HFSS模型。通過(guò)增加聯(lián)網(wǎng)機(jī)器的數(shù)量，計(jì)算能力就不會(huì)受限。如今，HFSS用戶求解TB大小的問(wèn)題已經(jīng)很常見(jiàn)，而且能仿真幾年前無(wú)法想象的設(shè)計(jì)。

在工作站群上運(yùn)行HFSS仿真輕而易舉。在每臺(tái)機(jī)器上安裝HFSS軟件后，只需指定這些機(jī)器的核心就能運(yùn)行完整仿真。所有機(jī)器使用集成的自動(dòng)HPC算法，協(xié)同求解問(wèn)題。通過(guò)將HFSS與高性能計(jì)算（HPC）調(diào)度器（如Windows HPC）集成，可以進(jìn)一步優(yōu)化工作流程。Windows HPC能夠自動(dòng)識(shí)別資源并為仿真排序，以便在大型計(jì)算集群上運(yùn)行。所有這些都通過(guò)集成的 “提交作業(yè)” 啟動(dòng)對(duì)話框?qū)崿F(xiàn)。

使用這款功能強(qiáng)大的HPC解決方案，客戶可以實(shí)現(xiàn)求解超出他們預(yù)期的大規(guī)模設(shè)計(jì)。