PC提案事例

光学シミュレーションソフト Ansys Lumerical FDTDを中心に使用し、シミュレーション時間を大幅に短縮できる最適構成を相談したい。ソフトウェアのGPU対応バージョンへの移行も視野に入れ、CPU・メモリ・GPU を予算内で最大限強化したいと考えている。

【既存PC環境】

• CPU：Xeon Gold 6136 3.00GHz
• メモリ：合計756GB
• GPU：非搭載

SSD は計算結果の保存に対応できる容量と高速なNVMeタイプにしたい。
予算は520万円を上限とし、将来的な拡張性も重視したい。OSはLinuxを希望する。

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本構成は、事例No.PC‑T62N255129 で採用した設計方針を踏まえつつ、さらに 計算速度の最大化 と GPU性能の強化 を重視して最適化したワークステーションです。CPU と GPU の両面で性能を引き上げることで、FDTD の CPU 主体計算に対して高いスループットを発揮しながら、将来的な GPU 対応にも備えられるバランスの良い構成としています。

CPUについて

CPUには Xeon 6515P (16コア / 32スレッド) を採用しました。
事例No.PC‑T62N255129よりもコア数が増え、並列処理性能が向上しています。
同時にメモリ帯域をしっかりと確保できるため、大規模な FDTD 計算において安定したスループットの向上が期待できます。

強化されたメモリ構成

メモリは 事例No.PC‑T62N255129と同様に1TBのDDR5 ECCメモリを搭載しています。
CPUの強化によりメモリの利用効率が向上し、大規模モデルでも余裕を持って処理できます。
DDR5の高帯域により、モデルサイズの拡大にも十分に対応できる構成です。

GPU性能の向上

GPUにはRTX PRO 6000 Max‑Q (96GB) を採用し、描画性能と安定性を大幅に高めています。
Ansys Lumerical FDTDのGPU対応版 (2023 R2以降) への移行も視野に入れた選定であり、モデリング作業や結果の可視化でも大きな効果を発揮します。
96GBのGPUメモリにより、大規模な3Dモデルを扱うケースでも余裕を持たせた運用が可能です。

※Ansys Lumerical FDTD は、2023 R2以降よりGPU対応が可能となりましたが、搭載GPUのストリーミングマルチプロセッサの数で必要なライセンス数が変動しますので、ご注意ください。

ストレージの拡張

OS用のM.2 NVMe 2TB に加え、U.2 NVMe 3.84TB を搭載しました。
U.2 SSD は耐久性が高く、長時間の連続書き込みが発生する FDTD 計算の結果保存に適しています。
将来的にRAID構成に拡張することも可能で、研究用途での運用に柔軟に対応できます。

OSと運用性

OSはUbuntu 24.04を採用し、研究用途で求められる安定稼働と長期サポートを重視しています。
GPU対応の環境構築にも適しており、将来的な計算環境の拡張にスムーズに対応できます。

本構成は、事例No.PC‑T62N255129の思想を活かしながら、CPU と GPU の両面で性能を一段引き上げた「高速化重視の上位モデル」と言える内容です。
FDTD 計算の時間短縮と GPU 活用の準備を両立し、長期的に運用できる研究用ワークステーションとして最適な構成となっています。

テガラのオーダーメイドPC製作サービスは、導入時の用途に加え、将来的な研究規模の拡大を見据えたシステムの拡張にも対応しています。
各種ソフトウェア要件に応じた構成のご提案はもちろん、研究環境全体の構築に関するご相談も承っています。
お客様のニーズに合わせて最適なソリューションをご提供しますので、どうぞお気軽にお問い合わせください。

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光学シミュレーションソフト Ansys Lumerical FDTDの計算時間短縮を目的としたワークステーションの見積もりが欲しい。既存環境より高速化できる構成と、メモリ容量の十分確保した構成が希望で、大容量のSSDによるデータ保持性を重視したい。

【既存PC環境】

• CPU：Xeon Gold 6136 3.00GHz
• メモリ：合計756GB
• GPU：非搭載

GPUは計算用途ではなく、モデリングや結果表示が中心であるため、ミドルクラスの製品を想定している。
OSはLinuxで、予算400万円台での最適構成を希望する。

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今回のご相談では、FDTD計算において重要となる「メモリ帯域」と、GPU負荷がそれほど高くない使用スタイルを踏まえ、バランスを重視したワークステーション構成をご提案しました。
更に計算速度とGPU性能を重視した構成をご希望の際は、事例No.PC-T62N255119をご覧ください。

CPU選定について

CPUには Xeon 6505P (12コア / 24スレッド)  を採用しました。
Ansys Lumerical FDTDは CPU主体で計算が進むケースが多く、性能はコア数よりもメモリ帯域とのバランスに大きく左右されます。そのため、価格と実効性能のバランスが最適となる構成を選択しています。

メモリ構成と帯域

メモリは DDR5 ECC 64GB ×16 の合計 1TB を搭載しています。
既存環境 (約750GB) から容量を増やすとともに、DDR5の帯域向上によって大規模モデル実行時のスループット向上が期待できます。
FDTD計算ではメモリアクセス頻度が非常に高いため、帯域を最大限活かせる構成を重視しています。

GPUの選定について

GPUは RTX PRO 5000 (48GB)  を採用しました。
今回の用途は計算よりも「モデリング」や「可視化」が中心であり、必要十分な描画性能と安定性を備えた中性能帯のGPUが最適と判断しています。GPUへの過剰投資を避け、その分をメモリやストレージに回すことで全体の効率を高めています。

ストレージと拡張性

ストレージは M.2 NVMe SSD (2TB + 8TB)  の2枚構成としました。
シミュレーション結果を高速に書き込むだけでなく、大容量データを長期保存できるだけの容量も確保しています。M.2中心のシンプルな構成で、予算内で最大限のストレージ容量を実現しています。

OSと運用性

実行環境としてご希望の Ubuntu 24.04をプリインストールしています。
研究用途における安定性と長期サポートを重視した選択です。

本構成は
「GPUよりもメモリ帯域とストレージを重視したい」
「総額を400万円台に抑えたい」
というご要望に的確に応える設計となっています。

CPUやGPUに過剰投資せず、FDTD計算のボトルネックであるメモリ帯域と容量に重点を置くことで、実性能とコストのバランスが非常に優れたワークステーション構成となっています。

テガラのオーダーメイドPC製作サービスは、導入時の用途に加え、将来的な研究規模の拡大を見据えたシステムの拡張にも対応しています。
各種ソフトウェア要件に応じた構成のご提案はもちろん、研究環境全体の構築に関するご相談も承っています。
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化学反応解析 (Ansys Chemkin-Pro) と流体解析 (Ansys Fluent) を組み合わせた燃焼場や気液混相の現象解析のために、Ansys 2025 R02に対応した計算用PCを検討したい。
予算規模や費用対効果を相談しながら、CPU性能とメモリ容量のどちらを優先すべきかを比較検討したい。
予算は、概ね80〜100万円程度を想定している。

ご希望の80〜100万円という予算帯を踏まえ、CPU重視とメモリ容量重視の複数案を比較いただけるようご案内しました。
今回は、予算80万円でメモリ容量を重視した仕様をご紹介します。

 CPUについて

Ansys Fluent はクロック性能やコア数が計算速度を左右します。
本構成では、ご予算内で高いクロック性能を持ち、さらに 16コア を備えたAMD Ryzen 9 9950X (4.30GHz) を採用しています。

 メモリについて

メモリ容量は、CPUの仕様上最大容量である、192GB (48GB×4枚)を搭載しています。
Ansys Fluent の推奨条件である「CPU 1コアあたり 8GB 以上」 を満たしていますが、大規模解析ではメモリ不足となる可能性 があります。
メモリ容量の拡張性を重視したご提案も可能ですので、ご希望の際にはお気軽にご相談ください。

GPUについて

画面描画用としてエントリークラスのRTX A1000 (8GB)を採用しました。

テガラのオーダーメイドPC製作サービスは、導入時の用途に加え、将来的な研究規模の拡大を見据えたシステムの拡張にも対応しています。
各種ソフトウェア要件に応じた構成のご提案はもちろん、研究環境全体の構築に関するご相談も承っています。
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Ansys Fluentを用いて、3次元熱流体の解析をしている。
メッシュ数30000で処理を行う場合、完了までに約20～30分、解析に約5分、ポスト処理での結果の切り替えに10分を要しており、処理速度を改善したい。
現在の構成は、AMD Ryzen7 9700X (8コア)、RTX A1000 (8GB)、1TB SSD S-ATA＋4TB SSD S-ATA。
予算は100万円程度で、ワークステーションを見積もってほしい。

CPUとメモリについて

メッシュ生成の処理速度はCPU性能とメモリ容量に依存します。
今回の構成では、CPUはRyzen 9 9950X（16コア）を採用し、従来の8コアから倍増することで、並列処理効率を向上させています。
また、メモリは64GBから192GBへ増強し、大規模モデルでのメモリ不足を回避しやすい構成としました。
小規模メッシュでは効果は限定的ですが、数十万メッシュ規模の解析では処理時間の短縮が期待できます。

GPUについて

ポスト処理の描画性能改善を目的に、RTX PRO 4000（24GB）を搭載しました。
GPU性能の強化により、結果表示の切り替えやモデル操作時の応答性向上が見込まれます。

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事例No.PC-11041を見ての問い合わせ。
予算100万円前後でLumericalおよびCOMSOLを用いた電磁界シミュレーションに対応可能な研究室用PCの導入を検討している。

ご覧いただいた事例記事を踏まえ、メモリ帯域幅と並列処理性能を重視したPC構成をご提案しました。
ご予算の上限や解析規模を考慮し、計算負荷に適した仕様としています。

LumericalとCOMSOLの使用を想定した構成

LumericalとCOMSOLは、計算処理の多くをメモリのアクセス速度とCPUのコア数に依存しています。
そこで、本構成では高速・大容量のメモリと高スレッド数のCPUを採用しました。

Lumericalの公式ガイドラインでは、解析処理速度にはCPUクロック数よりもメモリアクセス速度が重要であるとされています。
この要件に対応するため、DDR5-5600 REG ECCメモリを計128GB (32GB x 4枚) 搭載しています。
また、メモリスロットには4つの空きを確保しており、同型モジュールを増設することで、将来的な解析規模の拡張にも柔軟に備えることが可能です。

参考：Lumerical公式ハードウェア仕様ガイド

COMSOLの公式ナレッジベースでは、大規模モデルの並列処理において、CPUの物理コア数とメモリ帯域が重要な要素であると記載されています。
この要件に応えるため、18コア/36スレッドのIntel Xeon W5-2565Xを採用しました。
これにより、並列処理時の安定性と処理効率の向上が期待できます。

参考：COMSOL Multiphysics®_ – ナレッジベース

個別の研究内容やソフトウェアに最適化するためのより詳しいご相談にも応じております。
ぜひお気軽にお問い合わせください。

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事例No.PC-11041を見ての問い合わせ。
予算は100万程度で、研究室でLumericalとCOMSOLを用いた電磁界計算を行うためのPC購入を相談したい。

参考：事例No.PC-11041 FDTD法/電磁界計算用マシン

ご覧いただいた事例No.PC-11041を基に、CPUとメモリの性能を予算上限まで強化し、解析をよりスムーズに行える仕様としました。

CPUには18コア36スレッドのXeon W5-2565Xを搭載しており、多コアによる高い並列計算性能によりCOMSOLでの解析処理速度が向上します。
さらに、メモリを128GBに拡張したことで解析可能なモデルサイズが増加し、多変数パラメトリック解析など、大規模解析にも安定して対応できます。

複雑化する解析条件やモデルサイズにおいても、研究室内での計算時間を短縮でき、全体の効率化を実現します。

より大規模な解析に対応する高性能GPU搭載構成など、掲載のない仕様や特殊要件にも柔軟に対応可能です。
また、電磁界解析に最適なマシン構成を選定するポイントをまとめたページもご用意しております。
構成検討時の参考資料として、ぜひご活用ください。

参考：電磁界解析向けマシン選定のポイント

用途や研究規模に応じて最適なマシンをご提案いたします。
ご要望やご不明点がございましたら、お気軽にご相談ください。

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流体シミュレーションを行うためのマシンを導入したい。
研究ではAnsys Fluentを使用しているが、現在使用しているPCだと時々フリーズしてしまう。扱う計算は処理完了までに数日かかる規模なので、新規にPC導入して問題を解決したい。予算60万円の範囲で検討可能な構成を教えて欲しい。

フリーズはAnsysで繰り返し計算を行っているときに発生し、Ansysを使用していない状態では起こらない。フリーズが発生し始めた時期は不明で、SSDの空き容量は600GB程度ある。

また、現在使用しているPCの構成は以下の通り。

CPU： Core i9-10980XE
メモリ：256 GB
OS：Windows 10 Pro

予算60万円の範囲内で、最も計算効率の良い構成を検討しました。

メモリ容量は本構成の最大容量である192GBを搭載しています。ご予算とスペックのバランスを検討した上での判断ではありますが、本構成のメモリ容量は、お客様がお使いのマシンよりも少なくなっています。PCで処理できる計算の規模はメモリ容量に依存しますので、計算に必要なメモリ内容をご確認ください。
※ご不明な場合には、お気軽にご相談ください。

また、画面描画用のGPUとして、RTX A1000 8GBを採用しています。

Ansysのフリーズについて

現在ご利用中のPCを実際に拝見できていないため、フリーズの原因を特定することは難しいですが、伺った情報の範囲では以下の理由が考えられます。

・故障や経年による処理能力低下

・メモリ容量不足

導入から数年経過したPCの場合、電源ユニットが不安定になっていて負荷が高いCPUへの給電状態に波が出てフリーズが発生することがあります。また、CPUクーラーに埃が詰まって冷却性能が低下し、長時間高負荷がかかった場合に熱暴走でフリーズするといった可能性も考えられます。

メモリ容量不足が原因の場合、本構成のメモリ容量では改善しない可能性があります。トラブル原因の切り分けを行うにあたり、実際の計算処理に必要なメモリ容量の確認は重要な要素になりますので、優先的にご確認いただくのが良いかと存じます。
※症状の診断をご希望の場合には、PCをお預かりしての検証を承っております。お気軽にご相談ください。

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電磁界シミュレーション用計算機の購入を検討している。

200GB以上のメモリと1TB以上のストレージを搭載することが条件で、将来的にメモリを200GB以上に増設できる余地があるなら、初期出荷状態では128GBでもよい。CPUは何を選べばいいのか分からないので提案して欲しい。

具体的な用途はCOMSOLの利用。COMSOLを波動光学モジュールで使用する際、メモリ200GBを要する大規模な三次元計算を高速に処理できるCPUを希望する。

CPUについては、コア数が多くても、各コアの性能が低ければ計算時間が延びることがあると認識している。この考え方で問題ないか教えて欲しい。

また、COMSOLとLumerical FDTDの両方に対応できるスペックにしたいと考えている。

ご要望にあわせて構成を検討しました。

拡張性のあるメモリ構成

メモリは32GBモジュールを4枚で、合計128GBとしました。 空きスロットが4つありますので、将来のメモリ増設にも対応しております。200GB以上のメモリ容量を実現するには、既存のモジュールと同じ32GB x4枚を追加する方法が一番シンプルな増設です。
一方で、本構成にて採用しているCPU (Xeon W7-2575X) は最大メモリチャンネルが「4」のため、処理速度を重視する場合はメモリモジュール4枚で 合計256GBとなる構成が理想的です。その場合は、既存の32GBモジュール x4枚を取り外し、64GBモジュール x4枚に交換するのが最も効果的です。COMSOLはメモリ帯域速度を重視するソフトウェアですので、処理速度を重視する場合はご一考ください。

クロック数が低いと計算に時間がかかる？

CPUはIntel Xeon W7-2575X (22コア) を採用しています。お客様のご認識通り、CPUのコア数が多くてもクロック数 (1コア当たりの処理速度) が低ければ、計算時間が延びる可能性があります。しかし、最新のCPUであれば、極端にクロック数が低いことはありません。COMSOL MultiphysicsとLumerical FDTDは、複数のモデルを並列に処理する場合などにコア数が活きてくるソフトウェアですので、コア数が多いCPUの有効性は高いです。また、メモリチャンネル数も重要で、COMSOLでは4チャンネル以上のCPUが推奨されます。

なお、ビデオカードには両ソフトの描画用として最適なNVIDIA A1000を選定しています。

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有限要素法解析ソフトウェア Ansys と、CADソフトウェア Solidworks を使用するためのPCを導入したい。予算80万円の範囲内で、Ansysでの計算の高速化とSolidworksのシステム要件を満たす構成を提案して欲しい。

なお、現在の研究で扱うモデルや計算の規模は大きくないが、現在のマシンではSolidworksのグラフィック要件を満たしていないためか、図形や文字が正しく表示されないことがある。提案の構成でSolidworksの画面表示に問題がないか確認して欲しい。

ご予算80万円以内での構成を検討しました。

GPUはAnsysとSolidworksで動作確認が取れているRTX 2000 Adaを選定しています。RTX 2000 AdaのGPUメモリは16GBですので、適したサイズのモデルを扱う限りは処理・表示の問題はないと思われます。

また、GPUのドライバに関しては推奨バージョンが存在しますので、バージョンの指定がある場合にはご相談ください。

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Ansys Rockyを用いて土砂の移動シミュレーションを行っている。現在使用しているワークステーションではシミュレーション内容にスペックが追い付かなくなっているため、新たなマシンを導入したい。

【現在のマシンスペック】

OS：Windows 10 Pro
GPU：GeForce　RTX 2080 Ti 11GB
CPU：Core i7-9700K 3.60GHz
メモリ：32 GB
ストレージ1：S-ATA HDD 4TB
ストレージ2：M.2 SSD 512GB

DEM/SPHという手法でシミュレーションを行い、砂と水を模擬した粒子を合計100万～300万個ほど扱う。この粒子の多さから、処理能力が高くメモリ容量の大きいGPUを必要としている。現在の環境では10秒のシミュレーションに合計4日ほどの計算コストがかかる。これを数十回以上連続で実施し、現実の実験データに近づけることを目的としているため、現在よりも計算時間を短縮したい。

自分で調べた限りでは、以下のようなスペックを想定している。

【想定スペック】

OS: Windows 10 Pro
GPU: Geforce RTX 4090
メモリ: 256GB
ストレージ: SSD 2TB

扱う粒子数の大きさから、256GB程度のメモリ容量が必要になると考えている。

また、将来のスペック拡張や、現在使用しているGPUを新しいマシンに移植することを考慮して、GPUを1枚追加できる筐体を提案して欲しい。加えて、GPUはRTX 4090とRTX 6000 Adaを候補に考えていたが、多くの粒子を扱うシミュレーションで比べた場合、GPUメモリ容量の影響がシミュレーションの実行時間に大きく作用するのか知りたい。

単精度と倍精度

GPUの選定では、実施する計算が単精度と倍精度のどちらであるかが重要です。

ANSYS社の提供するANSYS ROCKY GPU Buying Guideでは、扱う粒子の形状が球体状である場合には、単精度が高いGPUが推奨されています。粒子の形状が崩壊する場合や、複雑な形状をしている場合には倍精度対応が推奨されます。本事例では、お客様のシミュレーションは主に球状の粒子を扱うとのことでしたので、単精度の高いGPUで問題ありません。お客様の選定されたGeforce RTX 4090は単精度計算に強いGPUですので、用途にマッチしています。

GPUメモリの容量とシミュレーション実行時間の関係

Rocky GPU Buying Guide | Ansys Knowledgでは、GPUメモリについて以下の記述があります。

If you intend to run very large cases、 with millions of particles、 you should consider GPUs with larger memory size.

そのため、RTX 4090のGPUメモリ容量である24GBの範囲に収まる計算内容であれば、RTX 4090で問題ありません。

RTX 4090とRTX 6000 Adaを比較すると、RTX4090は動作クロックが高い反面、CUDAコア数がRTX6000Adaよりも少なくなります。そのため、理論値の並列計算ではRTX6000Adaが単精度91.1TFLOPSに対し、RTX4090は83TFLOPSと少し劣ります。

参考：NVIDIA RTX 6000 Ada 世代

参考：GeForce RTX 4090 グラフィックス カード｜NVIDIA

この2つのGPUをベンチマーク比較すると、RTX 4090側の方が高いスコアで表示されますが、その要因はGPUの動作クロックに起因するものと考えられます。高クロックを維持するため、RTX 4090の消費電力はRTX 6000 Adaの1.5倍を要求します。
そのため、ゲームのような瞬間的にピークが発生するような使い方では、動作クロックを高くできるRTX 4090のベンチマークの方が高い値となります。長時間多くのコアへ高負荷がかかる場合、熱や電力の問題で高いクロックを維持し続けることが難しいため、一般的なピークで計測されるベンチマークとは異なる結果になる場合があります。

GPU増設への対応

将来的にRTX 4090 を1枚追加することを想定し、1600Wの電源ユニットを搭載しています。本事例の構成にRTX 4090を追加する場合は、消費電力の関係上200V電源環境でのご利用が必須です。なお、搭載可能なGPU (RTX 4090) は合計2枚までですのでご承知おきください。
加えて、200V電源環境でのご利用に向けて、200V電源ケーブルを追加しております。

また、お手持ちのGPUである RTX 2080Ti の搭載可否は、カードの大きさや物理クーラーの形状次第となります。移植予定のRTX 2080Tiが内排気モデルの場合、マシン本体における排熱面の問題から移植してのご利用を推奨いたしません。おそれ入りますが、予めご了承ください。

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