HPC并行計算
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
HPC并行計算的視頻教程
如何通過HPC和云計算提升CAE投入產(chǎn)出比網(wǎng)絡(luò)研討會
內(nèi)容大綱：? 1.目前業(yè)界仿真設(shè)計場景分析? 2.仿真及高性能計算系統(tǒng)需求分析? 3.如何將仿真高性能計算對接到無限的云端資源
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Marc無限核并行計算的設(shè)置與安裝
本課程主要介紹MARC2010無限核并行計算的設(shè)置與安裝，開啟無限核后可以突破內(nèi)核數(shù)量的限制，大大提高有限元的計算效率。該許可文件也可以在高版本的MARC中使用。下載見附件。
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HPC并行計算的實例教程
在 TOP500 排名前 10 的HPC系統(tǒng)中，有超過半數(shù)是使用Slurm來執(zhí)行工作負載管理工作。
目前，Ansys軟件也支持使用Slurm來完成并行求解作業(yè)的任務(wù)提交和管理，本文介紹Ansys Fluent 2023R1版本并行求解作業(yè)提交到Slurm系統(tǒng)的相關(guān)操作。
一. Ansys RSM方式提交
1、首先在Linux集群管理節(jié)點啟動Ansys RSM Launcher服務(wù)。
2、打開Windows端的“RSM Configuration 2023 R1”配置工具，完成Slurm資源的添加配置。
3、打開Windows端的“RSM Cluster Monitoring 2023 R1”工具，可以看到剛配置完成的Slurm隊列的資源狀態(tài)：2個計算節(jié)點（node1和node2），每節(jié)點8個CPU Core。
4、在Ansys Workbench中打開Ansys Fluent測試算例，并按圖示1~4步驟的操作說明，完成Fluent作業(yè)的遠程提交。如果項目中有多個待分析任務(wù)的話，建議使用右鍵菜單的Update選項，來準確定位要提交求解的分析任務(wù)。
5、打開“Job Monitor”工具，查看運行中的作業(yè)狀態(tài)。
6、Linux管理節(jié)點上，我們也可以通過squeue命令查看運行中的Slurm作業(yè)的狀態(tài)。
7、計算完成后，計算結(jié)果自動傳回Windows主機上的項目文件目錄，我們在本地完成后處理工作。
展開 使用并行處理生成網(wǎng)格
為了提高CFD數(shù)值模擬的速度和效率，通常需要并行計算以便充分利用高性能計算機（HPC）的強大并行處理能力。根據(jù)HPC的特點，可以實現(xiàn)為共享存儲，在不同的網(wǎng)格區(qū)域同時運行求解器，及時獲得不同區(qū)域之間的結(jié)果進行信息整合。
高性能計算流體力學(xué)
關(guān)鍵技術(shù)主要包含以下幾種：
相鄰的網(wǎng)格單元區(qū)塊各自獨立完成迭代求解，之后將流場信息進行交換。
對大規(guī)模原始網(wǎng)格進行二次剖分，以獲得更多小規(guī)模的網(wǎng)格區(qū)塊進行迭代求解；另外一種情況是對各網(wǎng)格區(qū)塊進行組合，形成少數(shù)目的邏輯組進行求解。
通過增加計算進程的總數(shù)目，從而增大CFD模擬的并發(fā)度，加快網(wǎng)格區(qū)塊之間的通信，在兩者之間取得平衡，達到并行加速的目的。
確定計算任務(wù)的進程，利用高性能系統(tǒng)所提供的任務(wù)工具來實現(xiàn)硬件調(diào)配。
當同一個任務(wù)同時有多條并行，在每個軟件和硬件CPU核間建立固定的映射，已達到最大的性能效益。
工程師利用高性能計算機平臺進行以下測驗。
計算機屬性為單結(jié)點內(nèi)存48GB；主頻2.93GHz；6核CPU。
過程：使用64個對稱并行模擬，考查迭代求解過程中的計算時間。
展開 ? 安裝Moldex3D遠程計算Microsoft HPC模式
計算節(jié)點 (Compute Node)
?將操作計算機換成計算節(jié)點(compute node)計算機，從Moldex3D安裝文件夾中執(zhí)行setup.exe安裝檔。
?選擇 "I accept the terms of the license agreement" 同意授權(quán)條款，并點 "Next" 進行下一步。
?選擇 "Parallel Computing Settings" 設(shè)定并行計算參數(shù)，點 "Next" 進行下一步。
?選 "Cluster (DMP) mode configuration (Compute node)" 叢集(DMP)模式(計算節(jié)點)，點 "Next" 進行下一步。
?選 "Browse" 瀏覽和主節(jié)點共享的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器。
?找到與主節(jié)點共享的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器里 "Moldex3D_2023" 文件夾，選擇MDX_ParallelSettings.cfg 檔案，點 "Open" 開啟。
?點擊 "Next" 進行下一步。
?點擊 "Install" 開始安裝，并等待安裝完成。
?選擇 "Yes, I want to restart my computer now" 重新啟動計算機，并點 "Finish" 結(jié)束安裝程序。
展開 ? 安裝Moldex3D遠程計算Microsoft HPC模式
計算節(jié)點 (Compute Node)
在Moldex3D Job Scheduler 中檢視工作
?使用者可以透過Moldex3D Job Scheduler和Microsoft HPC叢集管理器中檢視工作的狀態(tài)。
在Microsoft HPC叢集管理器中檢視工作
?提交的工作會被送到Microsoft Job Scheduler。
?Moldex3D Job Scheduler會將分析狀態(tài)傳給Microsoft Job Scheduler。
在Microsoft HPC遠程計算模式下移除工作
?注意在此處的 "移除工作 (Remove job)" 只會移除在Moldex3D工作排程器中的工作紀錄，在Microsoft Job Scheduler里的工作紀錄無法被用戶移除。
在Microsoft Job Scheduler中管理工作紀錄
?雖然Microsoft HPC Job Scheduler無法刪除工作，但可以在 "Job Scheduler Configuration" 的 "歷史工作(Job History)" 中管理。
在 Microsoft HPC 遠程計算模式調(diào)整工作順序
?如果使用者嘗試在Moldex3D計算管理器中調(diào)工作排序，會出現(xiàn) "Microsoft HPC工作排程器不支持移動工作(Job movement is not supported in Microsoft Job Scheduler)"。
展開 ? 安裝Moldex3D遠程計算Microsoft HPC模式
計算節(jié)點 (Compute Node)
Moldex3D Job Scheduler (Microsoft HPC Mode)
?將操作計算機換到主節(jié)點計算機。
?打開 Moldex3D Job Scheduler。
?在 "account" 賬號頁面，可以為不同的使用者創(chuàng)建賬戶。
?在 "Job" 工作頁面，所有的工作都會列在這邊。
?在Microsoft HPC模式下，不支持讓使用者調(diào)整工作的排序。
?在 "Diagnostic" 診斷測試頁面，使用者可以建立環(huán)境檢查測試。
?測試內(nèi)容包含
?文件夾權(quán)限檢查
?所需的組件確認
?Moldex3D Job Scheduler 和 Microsoft Job Scheduler 之間的連接確認
?在 "Operation History" 歷史頁面，工作的操作紀錄會列在上面。
?在工作紀錄(Job Record)頁簽中，所有完成/失敗/取消的工作都會列出來。
?在Microsoft HPC模式下，Moldex3D Job Scheduler 沒有 "Node" 節(jié)點頁面。
?如果要管理計算節(jié)點，使用者必須打開Microsoft HPC Cluster Manager。
Microsoft HPC Cluster Manager
?選擇 "Resource Management" 資源管理將節(jié)點狀態(tài)轉(zhuǎn)為上/下線。
?只有 "上線" 的節(jié)點才可以執(zhí)行叢集工作。
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HPC并行計算的相關(guān)專題、標簽、搜索
HPC并行計算的最新內(nèi)容
對于工業(yè)界的使用者而言，模流分析最重要的三個要素就是：使用便利性、正確性與速度。三維實體模流分析技術(shù)可以提供許多傳統(tǒng)2.5D模流分析技術(shù)所不能提供的優(yōu)點，例如與CAD的整合、分析正確性、模型最少簡化…等等。然而，三維模流分析在完全不簡化模型的情況下，無可避免增加了許多計算上的負擔(dān)，使得計算時間增長。Moldex3D所采用的高效能有限體積法 (HPFVM, High-Performance Finite
1.
型號： 凌炫 SR2208G（31768-SAA2）
2.
處理器： 2 顆 EPYC 4th 處理器 9554
核心優(yōu)勢： 這是整個系統(tǒng)的核心。兩顆EPYC 9554提供了總計 128個物理核心 和 256個線程。這對于需要處理海量并行任務(wù)的應(yīng)用來說是巨大的優(yōu)勢。
性能定位： EPYC 9554屬于第四代
凌炫XE5039/XE5049這是一款性能極其強大、定位專業(yè)高端的塔式工作站/服務(wù)器。其核心優(yōu)勢在于采用了AMD頂級的EPYC 9004系列處理器，擁有海量的核心和內(nèi)存通道，專為重度計算任務(wù)設(shè)計，非常符合其宣傳的仿真計算、有限元分析、CFD等應(yīng)用場景。
配置一
1. 型號： 凌炫XE5039(24384-CAA4)
2. 處理器： 1顆EPYC 4th處理器9654 96核心
<p class="ql-align-center"><br></p><p> 從LS-DYNA的近幾個版本的發(fā)展趨勢看，MPP版本逐漸會成為主力，SMP版本大概率會淘汰掉（或者被HYB取代掉），那么如何使用MPP版本就是大家必須面對的一個課題； </p><p> 在上一篇中提及了，MPI目前有3大類，分別是：intel、MicroSoft、IBM，都是能夠滿足MPP并行運算的需求
LS-DYNA 的 MPP（Message Passing Interface，消息傳遞接口）并行計算性能優(yōu)化是一個系統(tǒng)性工程，涉及算法、硬件架構(gòu)和計算資源的綜合調(diào)優(yōu)。
網(wǎng)格劃分優(yōu)化、計算資源分配、并行算法調(diào)優(yōu)、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置等都是其關(guān)鍵優(yōu)化方向。針對以上方向綜合優(yōu)化，通常可獲得 30%-50% 的性能提升。
6月20日，Ansys 2025R1系列研討會『LS-DYNA
01 多重網(wǎng)格方法介紹
多重網(wǎng)格方法是一種高效求解偏微分方程離散系統(tǒng)的迭代方法，其核心思想是通過不同網(wǎng)格層次的協(xié)同作用加速收斂。它分為幾何多重網(wǎng)格（Geometric Multigrid Method, GMG）和代數(shù)多重網(wǎng)格（Algebraic Multigrid Method, AMG）兩類，分別基于幾何信息和純代數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建。
傳統(tǒng)迭代方法如雅可比(Jacobi)、高斯-賽德爾
Moldex3D Linux 并行計算架構(gòu)
?Linux節(jié)點叢集
先決條件:
1.例如：你的賬號是peter ，你有你的主目錄： /home/peter。
2.//home/peter 是網(wǎng)絡(luò)共享的，因此所有加入并行計算的節(jié)點都可以存取 /home/peter。 （這是NFS提供的功能。）
3.您（peter）可以透過SSH登入所有加入并行計算的節(jié)點，無需輸入密碼。 （這是NIS
<p>NOTE: MPP LS-DYNA executables will only produce the binary database</p><p><br></p>
在學(xué)習(xí)Mathematica元編程和研究NP問題的過程中，本文所討論的問題是一個很好的切入點。NP問題有多種類型，在密碼學(xué)中，非對稱密碼算法都是基于NP問題這類困難問題設(shè)計的，但各種困難問題之間的差別也很大，例如，當密鑰長度相同時，RSA算法就不如基于橢圓曲線的算法安全，這是因為基于橢圓曲線的離散對數(shù)問題看起來更加困難，盡管這兩個算法都是基于NP問題設(shè)計的，而RSA算法又有多種漏洞可以利用，使得其復(fù)雜度降低到了亞指數(shù)級
作為流體仿真軟件的“頂流”，F(xiàn)luent被學(xué)生、工程師及科研人員廣泛使用。隨著技術(shù)的不斷進步，Ansys工程師們致力于優(yōu)化底層的并行算法，以提升其計算性能，使用戶體驗飛一般的計算速度。
在Ansys Fluent中，盡管工程師已經(jīng)針對并行算法進行了充分優(yōu)化，但在實際應(yīng)用中，還有其他方法可以進一步提高計算性能。本文闡述了Fluent并行計算的基本原理，同時探討通過AVX2指令集加速
