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CAE解析計算の処理速度比較 ワークステーションパフォーマンス検証

ハイエンドワークステーションでどのくらい解析計算時間は短縮できるか

膨大な時間を費やすことになるCAE解析の計算時間に、お困りではありませんか。計算時間を短縮するためには、高パフォーマンスを発揮するハイエンドワークステーションが必須ですが、実際どのくらい時間が短縮できるのか一般的なCADソフトが快適に動作するワークステーションと比較しながら検証を行った。

検証に使用したワークステーションスペック

今回の検証では、ハイエンドワークステーションにHP Z800をベースに6コアのCPUを2つ、メモリは96GBを搭載したものを使用。また、比較用ワークステーションは以下の3台を使用して検証を行った。

  Z800 WS No.1 WS No.2 WS No.3
CPU1 Xeon x5680
6コア 3.33GHz
Core2Duo
2コア 2.8GHz
Core2Duo
2コア 2.66GHz
Core2Duo
2コア 2.33GHz
CPU2 Xeon x5680
6コア 3.33GHz
なし なし なし
メモリ 96GB 4GB 3GB 2GB
OS XP 64bit XP 32bit XP 32bit XP 32bit

ワークステーションパフォーマンス検証結果その1 構造解析編

構造解析ソフトSolidWorks Simulation Premiumを使い、計算リソースの負荷が大きい非線形問題を中心に上記スペック表のWS No.3のマシンと比較検証を実施。結果、非線形解析(弾塑性・大変形・接触)では、4時間かかっていた計算時間が32分と、なんと1/8まで時間を短縮することができた。

※上図はイメージです

解析種別 非線形解析(弾塑性・大変形・接触) 非線形解析(弾塑性・大変形)
要素数 42092 41633
節点数 23861 22111
計算時間
(比較WS)
4時間4分15秒 1時間30分25秒
計算時間
(Z800)
32分45秒 34分58秒
比較WS WS No.3 WS No.3

ワークステーションパフォーマンス検証結果その2 熱流体解析編

構造解析と比べて計算リソースを必要とする熱流体解析ソフトSolidWorks Flow Simulationで検証。結果、約2時間かかっていた計算時間が約30分となるなど、1/2~1/4程度短縮することができた。また32bitOSではメモリオーバーで計算不能だったモデルも、メモリを大量に搭載したZ800では計算可能となった。メモリオーバーでお困りのCAE解析ユーザには価値が大きい結果となった。

※上図はイメージです

解析種別 熱流体解析
(熱伝導、輻射、非定常[物理時間4秒])
熱流体解析
(流体のみ、定常)
熱流体解析
(流体のみ、定常)
要素数 48346 744464 3415088
節点数
計算時間
(比較WS)
1時間27分33秒 2時間15分28秒 メモリオーバーにより計算不能
計算時間
(Z800)
41分48秒 36分42秒 1時間50分22秒
比較WS WS No.1 WS No.1 WS No.1

ワークステーションパフォーマンス検証結果その3 樹脂流動解析編

今回の検証では、樹脂流動解析ソフトMoldex3D/eDesignを使い、8コアまで稼動できるライセンスで実証したが、32bitと同じコア数で2倍以上、最大で7倍計算時間が高速になった。ほぼコア数に比例して計算時間は早くなる結果となった。今回検証ができなかった12コアでは、更に高速になることが予測できる。

※上図はイメージです

解析種別 樹脂流動解析(充填解析)
要素数 396676
節点数 398844
計算時間(比較WS) 1時間27分18秒
計算時間(Z800) 8CPU使用での計算時間:12分23秒
4CPU使用での計算時間:19分17秒
2CPU使用での計算時間:37分21秒
比較WS WS No.2

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