電磁仿真軟件HFSS求解器分析、計(jì)算特點(diǎn)，其工作站/虛擬加速/集群硬件配置推薦
HFSS作為高頻電磁仿真軟件，提供了多種求解方法，每種方法在計(jì)算資源的需求上有所不同。
主要分為以下幾類：有限元法（FEM）、積分方程法（IE）、瞬態(tài)求解器（Transient）、SBR+（彈跳射線法）、以及可能的其他專用求解器。每種求解器在解決不同類型的問題時(shí)有不同的優(yōu)勢和計(jì)算特點(diǎn)。
有限元法（FEM）通常用于復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，尤其是封閉或半封閉的電磁問題，如微波器件、天線設(shè)計(jì)等。FEM在處理復(fù)雜幾何和材料屬性時(shí)非常靈活，但計(jì)算資源消耗較大，特別是在網(wǎng)格劃分和矩陣求解階段需要大量內(nèi)存和多核計(jì)算能力。
積分方程法（IE）適合開放結(jié)構(gòu)的電磁問題，例如天線陣列、雷達(dá)散射截面（RCS）計(jì)算等。IE方法通常對內(nèi)存需求更高，尤其是在處理大尺寸問題時(shí)，因?yàn)樾枰鎯γ芗木仃?，但可能在?jì)算速度上有優(yōu)勢，尤其是在使用快速多極子（FMM）等加速技術(shù)時(shí)。
瞬態(tài)求解器（Transient）用于時(shí)域分析，例如瞬態(tài)電磁場、脈沖響應(yīng)等。時(shí)域求解通常需要較高的時(shí)間步進(jìn)計(jì)算，對CPU的單核性能和內(nèi)存帶寬有一定要求，同時(shí)可能需要較大的存儲空間來保存時(shí)間序列數(shù)據(jù)。
SBR+（彈跳射線法）適用于電大尺寸問題，如大型平臺上的天線布局、車載或機(jī)載天線的輻射分析等。SBR+屬于高頻近似方法，計(jì)算速度較快，適合處理電尺寸遠(yuǎn)大于波長的情況，通常對GPU加速支持較好。
Ansys HFSS（高頻結(jié)構(gòu)模擬器）提供多種求解器以適應(yīng)不同的電磁仿真需求。以下是主要求解器及其計(jì)算特點(diǎn)與對應(yīng)的硬件配置建議：
一、 HFSS主要求解器及計(jì)算特點(diǎn)
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適用場景 |
計(jì)算特點(diǎn) |
硬件配置推薦 |
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1 |
有限元法 |
(1)復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)（如微波濾波器、天線、封裝互連）。 (2)封閉/半封閉空間電磁場分析。 |
網(wǎng)格劃分：自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化，對內(nèi)存需求高（網(wǎng)格數(shù)越大，內(nèi)存消耗指數(shù)增長）。 矩陣求解：稀疏矩陣求解，支持多核并行（OpenMP/MPI）。 頻域求解：支持掃頻分析（離散掃頻/快速掃頻）。 |
CPU：高主頻（≥3.5GHz）+ 多核（≥32核，單顆Xeon W9-3495X或AMD銳龍TR 7985WX，或2顆Xeon 6530或AMD EPYC 9475F）。 內(nèi)存：容量≥128GB（每百萬網(wǎng)格約需20-50GB，推薦512GB+）。 存儲：NVMe SSD（≥1TB，用于臨時(shí)文件高速讀寫） |
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2 |
積分方程法 |
(1)開放結(jié)構(gòu)電磁問題（如天線陣列、RCS計(jì)算）。 (2)電小尺寸但高精度需求場景 |
矩陣生成：稠密矩陣，內(nèi)存需求極高（O(N2)復(fù)雜度）。 加速技術(shù)：支持快速多極子（FMM）或多層快速多極子（MLFMM）降低計(jì)算量。 并行性：多核并行效率較低，依賴內(nèi)存帶寬。 |
CPU：多核+高內(nèi)存帶寬（如AMD EPYC 7B13，8通道DDR4-3200）。 內(nèi)存：容量≥256GB（推薦1TB+，如處理1億未知數(shù)需2TB+）。存儲：高速SSD陣列（RAID 0 NVMe）。 |
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3 |
瞬態(tài)求解器 |
(1)時(shí)域電磁分析（如脈沖響應(yīng)、雷擊效應(yīng)）。 (2)寬帶信號激勵(lì)的瞬態(tài)場仿真 |
時(shí)間步進(jìn)：顯式/隱式時(shí)間積分，依賴單核性能。 內(nèi)存需求：隨時(shí)間步長線性增長，需頻繁讀寫臨時(shí)數(shù)據(jù) |
CPU：高主頻（≥4.0GHz，如Intel Core i9-13900K）。 內(nèi)存：≥64GB（短時(shí)仿真）至256GB（長時(shí)仿真）。 存儲：≥2TB NVMe SSD（存儲時(shí)間步數(shù)據(jù)） |
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4 |
彈跳射線法SBR+ |
電大尺寸問題（如飛機(jī)/船舶天線布局、車載雷達(dá)）。 高頻近似（波長<<結(jié)構(gòu)尺寸） |
射線追蹤：幾何光學(xué)近似，支持GPU加速。 并行性：高度并行化，適合多GPU計(jì)算。 內(nèi)存需求：較低（與射線數(shù)量相關(guān)） |
GPU：NVIDIA A100/A800（顯存≥40GB）或RTX 6000 Ada。 CPU：中等配置（如AMD 銳龍 7965WX）。 內(nèi)存：64GB~128GB（輔助數(shù)據(jù)處理） |
二、硬件配置推薦方案
1. FEM/IE混合場景（通用型）
- CPU：2×AMD EPYC 9684X或9575F
- 內(nèi)存：1.5TB DDR5-4800（24×64GB RDIMM）。
- 存儲：8TB NVMe SSD（7GB/s讀?。?。
- 網(wǎng)絡(luò)：NVIDIA ConnectX-7 200G InfiniBand（多節(jié)點(diǎn)集群）。
2. SBR+專用場景（GPU加速）
- GPU：4×NVIDIA A100 80GB（NVLink互聯(lián)）。
- CPU：AMD Ryzen Threadripper 7985WX（64核，輔助任務(wù)）。
- 內(nèi)存：256GB DDR5-5200。
- 存儲：2TB NVMe SSD。
3. 瞬態(tài)求解器優(yōu)化配置
- CPU：Intel Xeon w9-3495X（56核，4.8GHz Turbo）。
- 內(nèi)存：512GB DDR5-4800（8×64GB）。
- 存儲：4TB NVMe SSD（高耐久度型號，寫壽命4000TBW）。
三、關(guān)鍵優(yōu)化策略
- FEM/IE內(nèi)存優(yōu)化：
- 啟用HFSS的“Out-of-Core”模式，利用SSD擴(kuò)展虛擬內(nèi)存。
- 使用Linux大頁（HugePages）減少TLB Miss。
- SBR+ GPU加速：
- 在HFSS中啟用CUDA加速，分配顯存優(yōu)先級。
- 使用多GPU時(shí)，確保PCIe通道充足（建議PCIe 5.0 x16/GPU）。
- 集群計(jì)算：
- 通過InfiniBand實(shí)現(xiàn)低延遲通信（MPI延遲≤1μs）。
-
配置Lustre并行文件系統(tǒng)，存儲帶寬≥40GB/s。
總結(jié)
- FEM/IE：優(yōu)先多核CPU+大內(nèi)存，適合高精度仿真。
- SBR+：依賴多GPU，適合電大尺寸快速分析。
- 瞬態(tài)求解器：需高主頻CPU+高速存儲。
- 集群擴(kuò)展：通過InfiniBand和并行文件系統(tǒng)提升多節(jié)點(diǎn)效率。
2025年最新工作站、虛擬加速工作站、超頻集群硬件配置推薦
2.1 大/中/小計(jì)算規(guī)模電磁仿真硬件配置方案（常規(guī)工作站） （更新日期：2025/3）
NO
品牌與型號
配置規(guī)格
價(jià)格
備注
1.1
A350 156128-MBA
Intel Ultra-285K超頻處理器(24核，其中8核5.6GHz，16核4.0GHz/128GB
DDR5/ QuadroT400 2TB NVME +8TB SATA企業(yè)級/塔式(1000w)/27寸2K高清圖顯
27500
小規(guī)模超頻
1.2
EX660i 228192-MBA
2*Xeon銀牌4416+(40核2.8GH z)/192GB
DDR5/RTX A400 /4TB NVME +8TB SATA企業(yè)級/塔式(1000w)/27寸2K圖顯
49000
小規(guī)模加速型
1.3
EA650i 230256-MBA
2顆AMD霄龍7573X(64核3.0GHz /256GB DDR4 /RTX A400 /2TB NVME-SSD /8TB SATA企業(yè)級/塔式(1000w)/27寸2K圖顯
53500
中小規(guī)模加速型
1.4
GT430P 145256-MCB
Xeon W7-3465X超頻處理器(28核@4.5GHz )+大排量水冷/256GB DDR5 /RTX A400 /4TB NVME-SSD /8TB SATA企業(yè)級/雙塔式(1500w)/27寸2K圖顯
63900
中小規(guī)模加速型
1.5
EX660i 227512-MCB
2顆Xeon金6530(64核2.7GH z)/512GB DDR5/Quadro T1000 /4TB NVME-SSD /8TB SATA企業(yè)級/塔式(1500w) /27寸-2K圖顯
75000
大規(guī)模計(jì)算，完美增強(qiáng)/多任務(wù)型
1.6
EA650i 2301T-MCB
2顆AMD霄龍7773X(128核3.0GHz)/1TB
DDR4/Quadro T1000 /4TB NVME-SSD /8TB
SATA企業(yè)級/塔式(1000w)/27寸2K圖顯
77000
中小規(guī)模加速型
1.7
GT430P 144256-PCB
Xeon W9-3475X超頻處理器(36核4.4GHz )+大排量水冷/512GB DDR5 /QuaroT1000 4GB /4TB NVME-SSD /8TB SATA企業(yè)級/雙塔式(2000w)/27寸2K圖顯
96000
中大規(guī)模計(jì)算型
1.8
EA660i 245768-MCB
2顆AMD霄龍9375F(64核@4.5GHz)/768GB DDR5/Quadro T1000 /4TB NVME-SSD /16TB SATA企業(yè)級/塔式(1000w)/27寸4K圖顯
127000
大規(guī)模計(jì)算，完美增強(qiáng)/多任務(wù)型
1.9
GT430P 145512-MCB
Xeon W9-3495X超頻處理器(56核@4.5GHz )+大排量水冷/512GB DDR5 /A2000 6GB /7.68TB Pcie-SSD /16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(2000w)/ 24寸2K圖顯
129990
中大規(guī)模計(jì)算型
1.10
EX660i 230768-MDB
2顆Xeon金8558(96核3.0GHz~4.0Ghz)/768GB DDR5 /Quadro T1000/8TB NVME-SSD /18TB SATA企業(yè)級/塔式(1500w) /27寸-4K圖顯
135000
大規(guī)模計(jì)算，完美增強(qiáng)/多任務(wù)型
1.11
EA660i 2451T-MDB
2顆AMD霄龍9475F(96核@4.5GHz)/1TB DDR5/RTX A2000 /8TB NVME-SSD /18TB SATA企業(yè)級/塔式(1000w)/27寸4K圖顯
163000
大規(guī)模超算極致型
2.2 超大規(guī)模電磁仿真硬件配置方案（虛擬加速） 更新日期2025v1
No
品牌與型號
配置規(guī)格
價(jià)格
備注
2.1
GX660M 2301T-MDC
2顆Xeon 鉑金8558(96核@3.0GHz)/1TB DDR5 /RTX A4000 /960GB
SSD/8TB NVME /16TB SATA企業(yè)級/塔式(1500w)/27寸-4K圖顯
157000
大規(guī)模計(jì)算型，支持PCA 1變2加速
2.2
GA660M 2451T-MDC
2顆AMD霄龍9475F（96核@4.5GHz~4.8GHz）/1.5TB DDR5 /RTX A4000/960GB
SSD/ 8TB NVME緩存盤/16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(1500w)/27寸-4K圖顯
196000
超大規(guī)模計(jì)算型，支持PCA 1變2加速，多任務(wù)型
2.3
GX660M 2291T-MDC
2顆Xeon 鉑金8592+(128核2.9GHz~3.9Ghz，大緩存)/1TB DDR5 /RTX A4000
/960GB SSD/8TB NVME /18TB SATA企業(yè)級/塔式(1500w)/27寸-4K圖顯
226000
超大規(guī)模計(jì)算型，支持PCA 1變3加速，多任務(wù)型
2.4
GA660M 2451T-MDC
2顆AMD霄龍9575F（128核@4.5GHz~5.0GHz，大緩存）/1.5TB DDR5/A4000 16GB/1.92TB
SSD/ 8TB NVME緩存盤/16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(2000w)/27寸-4K圖顯
223000
超大規(guī)模計(jì)算型，支持PCA1變3加速，多任務(wù)型
2.5
GA660M 2401T-MDC
2顆AMD霄龍9655（192核4.0GH z~4.5GHz，大緩存）/1.5TB DDR5 /A5000 24GB/1.92TB
SSD/ 8TB NVME緩存盤/16TB SATA企業(yè)級/雙塔式(2000w)/27寸-4K圖顯
235000
超大規(guī)模計(jì)算極致多任務(wù)多用戶型
2.6
Alpha760 4312T-P23TC
4顆Xeon 鉑金8462+（128核@3.2GHz~4.1GHz）/ 2TB DDR5 /RTX A5000 /1.92TB SSD /23TB 閃存陣列(緩存盤)/18TB SATA企業(yè)級/雙塔式(2000W冗余)/32寸-2K圖顯
385000
超大規(guī)模計(jì)算極致多任務(wù)多用戶型
2.7
GA660M
2353T-MDC
2顆AMD霄龍9845（320核3.5GH z~3.7GHz，大緩存）/3TB DDR5 /A5000 24GB/1.92TB SSD/ 23TB 閃存陣列(緩存盤)/18TB SATA企業(yè)級/雙塔式(2000w)/27寸-4K圖顯
445000
超大規(guī)模計(jì)算極致多任務(wù)多用戶型
2.3 超大規(guī)模電磁仿真硬件配置方案（多機(jī)集群）
方案1 5個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)
|
NO |
貨物名稱 |
型號 |
數(shù)量 |
單價(jià) |
小計(jì) |
|
1 |
前處理節(jié)點(diǎn) |
XeonW7-2475X超頻處理器 (20核4.0Ghz)+水冷/512GB DDR5 /NVS290/7.68TB NVME-SSD/4U機(jī)架式/100G IB網(wǎng)口 |
1 |
77000 |
77000 |
|
2 |
計(jì)算節(jié)點(diǎn) |
2*Xeon金牌6530(64核2.7GHz~4.0GHz)/512GB DDR5 /1.92TB SSD /2U機(jī)架式/100G IB網(wǎng)口 |
5 |
78000 |
390000 |
|
3 |
管理存儲節(jié)點(diǎn) |
2*Xeon銀4316(32核2.8GH z）/192GB DDR4 /480GB SSD /23TB閃存陣列(讀21GB/s、寫11GB/s) /126TB并行存儲/4U機(jī)架式/雙口100G IB網(wǎng)口+雙千兆/27"4K圖顯 |
1 |
135000 |
135000 |
|
4 |
計(jì)算交換機(jī) |
Infiniband 36口 100Gbps |
1 |
85000 |
85000 |
|
5 |
管理交換機(jī) |
24口千兆以太 |
1 |
3800 |
3800 |
|
6 |
服務(wù)器機(jī)柜 |
42U，含PDU機(jī)柜插座、托盤 |
1 |
6500 |
6500 |
|
7 |
KVM切換器 |
16口 VGA |
1 |
1590 |
1590 |
|
8 |
管理軟件 |
UltraLAB作業(yè)調(diào)度軟件(6節(jié)點(diǎn)) |
1 |
60000 |
60000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
累計(jì)（人民幣）： |
|
|
|
￥758,890 |
|
方案2 10個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)
|
NO |
貨物名稱 |
型號 |
數(shù)量 |
單價(jià) |
小計(jì) |
|
1 |
前處理節(jié)點(diǎn) |
XeonW7-2475X超頻處理器 (20核4.0Ghz)+水冷/512GB DDR5 /NVS290/7.68TB NVME-SSD/4U機(jī)架式/100G IB網(wǎng)口 |
1 |
77000 |
77000 |
|
2 |
計(jì)算節(jié)點(diǎn) |
2*Xeon金牌6530(64核2.7GHz~4.0GHz)/512GB DDR5 /1.92TB SSD /2U機(jī)架式/100G IB網(wǎng)口 |
10 |
78000 |
680000 |
|
3 |
管理存儲節(jié)點(diǎn) |
2*Xeon銀4316(32核2.8GH z）/192GB DDR4 /480GB SSD /23TB閃存陣列(讀21GB/s、寫11GB/s) /126TB并行存儲/4U機(jī)架式/雙口100G IB網(wǎng)口+雙千兆/27"4K圖顯 |
1 |
135000 |
135000 |
|
4 |
計(jì)算交換機(jī) |
Infiniband 36口 100Gbps |
1 |
85000 |
85000 |
|
5 |
管理交換機(jī) |
24口千兆以太 |
1 |
3800 |
3800 |
|
6 |
服務(wù)器機(jī)柜 |
42U，含PDU機(jī)柜插座、托盤 |
2 |
6500 |
13000 |
|
7 |
KVM切換器 |
16口 VGA |
1 |
1590 |
1590 |
|
8 |
管理軟件 |
UltraLAB作業(yè)調(diào)度軟件(11節(jié)點(diǎn)) |
1 |
110000 |
110000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
累計(jì)（人民幣）： |
|
|
|
￥1,205,390 |
|
我們專注于行業(yè)計(jì)算應(yīng)用，并擁有10年以上豐富經(jīng)驗(yàn)，
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