PC提案事例

海洋の漂流物に関する研究を行うため、海流シミュレーション用マシンを導入したい。
想定スペックは以下の通り。

・CPU：Xeon Gold 5320 (2.2GHz 22コア) x2または同等品
・メモリ：128GB
・ストレージ：SSD 960GB S-ATA (システム用)、HDD 8TB S-ATA (データ用)
・OS：Windows

実際の計算ではOpenMPを用いたFortranプログラムを実行。コンパイラはGnu Fortranを利用する。
実施する計算プログラムは流体計算に近いため、姫野ベンチマークの結果を参考にしている。この点を踏まえて提案してもらえると嬉しい。

ご要望に合わせて、構成をご提案しました。

CPUはXeon Gold 5320ではなく、AMD Ryzen ThreadripperPRO 5975WXとしています。

■Point
・あえてXeon Gold 5320よりもコア数の低いCPUを採用した理由は、OpenMPを利用に配慮したため。

・姫野ベンチマークでの傾向を見ると、コア数が多いCPUよりも、1コアあたりの能力が高いものが上位に来やすい傾向がある。
参考：Himeno Benchmark (OpenBenchmarking.org) ※外部サイトに飛びます

指標とされている姫野ベンチマークの情報から、OpenMPで利用する場合には、1コアあたりの速度を優先した方が良い場合があるのではないかと考えご提案しました。
ただし、実際の処理内容や使い方によっては、CPU選びの考え方が異なる可能性がありますので、1コアあたりの速度を優先することが、必ずしも正しいとは限りません。本事例の構成は、確認できた情報の範囲での提案とお考えください。

本事例の構成は、お客様から頂戴した条件を元に検討した内容です。
掲載内容とは異なる条件でご検討の場合でも、お気軽にご相談ください。

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ガラス成形の研究を行うため、流体解析用マシンを導入したい。
できるだけコア数の多い構成を提案して欲しい。
希望するスペックは以下の通り。

・CPU：できるだけ多いコア　
・メモリ：128GB以上
・ストレージ：OS用のSSD x1とデータ用のHDD x1
・OS：Windows 11
・予算：200万円程度

ご要望に合わせて構成を検討しました。
ご予算内でコア数を最大化するため、スペックとコストのバランスを考えてThreadripperPROを用いた構成をご提案しています。

OS用のストレージには速度を重視してM.2タイプのSSDを採用し、データ用は容量とコストのバランスからS-ATAタイプのHDDとしています。

本事例の構成は、お客様から頂戴した条件を元に検討した内容です。
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渦巻きポンプの開発を行うために、水流解析専用のマシンを導入したい。
具体的な要望は以下の通り。

・契約中のscFLOWソルバーは並列数「4」で、プリとポストの並列数を足しても最大並列数は「6」
・ソルバー実行時にCPU温度が高くなりがちなので、発熱を抑えられるようにしたい
・ハードウェアの寿命に配慮し、ビデオカードとCPUの負荷を軽減したい
・CPUはクロック数の高いものを希望する
・メモリは64GBを希望する
・27インチディスプレイも含めて欲しい
・予算は50～60万円程度を想定

ご予算に合わせて構成をご提案しました。
CPUの選定においては、以下の点に注意する必要があります。

■Point
・クロック数の高いCPUは発熱も大きくなる。
・「ソルバー実行時のCPU温度を抑えたい」と「CPUはクロック数の高いものを希望する」のご要望は相反する。

そのため、弊社からのご提案では、大型の水冷CPUクーラーを搭載することで冷却能力を高めています。
CPUについては、scFLOWの公式サイトを見る限り、16コアあたりまでは高効率で並列処理が行われていますので、ご予算内である程度コア数が多くクロック数も高い製品を選定しています。

参考：快適なシミュレーションを提供する究極のソルバー(HEXAGON) ※外部サイトに飛びます

ビデオカードは、現在お客様が利用している製品がQuadro FX1800ですので、GPUのランクだけで考えればA2000が代替品の候補になりますが、FX1800は何年も前の製品であることから、世代の違いによる性能差が大きいことを加味してNVIDIA T1000を選定しています。

また、お客様からは以下の質問を頂戴しました。

高クロック仕様のCPUでは、Intel製品よりもAMD製品の方が発熱が少ないのが現状です。
また、本事例の構成は発熱の大きいオーバークロック仕様ではないため、ラジエーターに対して高速でFANを回転させる必要はありません。そのため、一般的なレベルのファン音での稼働を想定しています。
もっとも、ラジエーターでの排熱効率を向上させるためにFANの回転速度を上げればCPU側の温度を低く保つことができますので、FAN音と温度のバランスをどう設定するかがポイントになります。

本事例の構成は、お客様から頂戴した条件を元に検討した内容です。
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卒業研究でCFDを用いるため、シミュレーション用のマシンを探している。
一般的なPCメーカーではカスタムの自由度がマッチせず、必要のないところでオーバースペックになってしまう。
事例No.PC-7841が理想の構成に近いので、更にカスタムできるか相談したい。
また、学校を通しての購入や、1台のみの購入ができるのかも知りたい。
想定しているスペックの条件は以下の通り。

・ストレージ1：SSD 256GB (OS用)
・ストレージ2：HDD 2TB
・仕様ソフト：Ansys CFD

事例No.PC-7841はCPU (Core-X) に対応したマザーボードなどが終息のため、事例に近い構成でCPUが12コアになるよう検討しました。
ビデオカードもQuadro P620が終息のため、同等クラスの現行品としています。

本構成はPC-7841と比較して、CPUスペックやメモリ上限などの面で上位のモデルとなります。
同等以上のスペックであるため、その分金額がUPしております。

コスト優先の場合には、AMD Ryzenの12コア製品を用いた構成にすることで、安価に構築できるかと存じます。
なお、テグシスはご要望の仕様にカスタマイズしたマシンを1台からご提供しており、学校を通してのご購入いただくことも可能です。
ご希望の際には、お気軽にご相談ください。

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事例No.PC-7243を見ての問い合わせ。
FullWAVEやDiffractMODを用いた電磁界解析に加え、LightToolsを用いた光線追跡を高速に計算できるマシンが欲しい。
予算は250万円程度を想定しており、設置環境の都合から高さ50cm以下、奥行50cm以下のサイズを希望する。

事例No.PC-7243の構成は現在も提供可能ですが、CPUはより安価でコア数の多い後継製品が発売されています。
本構成は、PC-7243をベースにしつつ、CPUを後継品に変更したスペックです。CPUのベースクロックは若干低下しますが、PC-7243よりもCPUコア数が増加しています。
また、64を超えるスレッド数をより有効に扱うことができるよう、OSはWindows 10 Pro for Workstationに変更しています。

筐体サイズは奥行きが560mmであり、ご要望の50cmの範囲を超えています。
この筐体自体は、2ソケット構成に対応した他の製品と比較するとそれほど大きくないものですが、現状ですと両辺が50cmに収まる筐体は、ほとんど選択肢がありません。そのため、設置環境の見直し・調整などをご検討いただいています。

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電磁界解析/光線追跡/シミュレーション/コンピュータ性能/CPU/GPU/並列演算/メモリ/ストレージ/ワークステーション/計算速度/演算性能/解析精度/大規模計算/3DCAD/CAD/機械設計/電気設計/光学設計/放熱設計/熱設計/流体解析/構造解析/FEM/FEA/CAE/computer simulation，integrating sphere，LightTools，LightTools code，Light guide，Photon transmission efficiency，Visible Light Communication(VLC)，Signal-to-interference-noise ratio(SINR)，freeform optics，illumination design，light emitting diodes，light scattering，micro-optics，Monte Carlo methods，optical design techniques，optical elements，optical engineering computing，ray tracing

WRF-Chemを用いた気象環境シミュレーションとOpenFOAMを用いた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。
CPUはXeonを希望で、WRFをインストールする都合上、OSはRedhatもしくはCentOS系がいいと考えている。
予算は160万円程度。
現在、2コア仕様のXeon ×8台でのLinuxクラスタ (13年ほど前に導入) を使用しているので、それを上回る性能のマシンが望ましい。

現在ご利用のクラスタは1ノードあたり2コアですので、8ノード分のCPUコアを確保するだけであれば、1CPU構成でも対応可能です。本件ではご予算に余裕がありますので、既存マシンの2倍の 2ソケット 32コア構成 としています。

なお、既存マシンについてはノードあたりのメモリ搭載量が不明でしたが、世代を考慮すると多くても1ノードあたり32GB程度だと推測されます。そのため、本構成では、32GB ×8台分の2倍となる512GBのメモリを搭載しています。

CPUコアとメモリのバランスについては、現在のクラスタの構成と比較しつつご検討いただく想定ですので、ご要望に合わせて変更いたします。

その他の構成は暫定的なものとしていますが、ビデオカードはWRF-Chemがポスト処理で解析結果の可視化を行うことができるため、ある程度の性能を持ったエントリークラスの製品を選択しています。
WRF-ChemはLinuxディストリビューションに依存しないソフトウェアだと思われますので、本構成ではUbuntu 20.04としています。また、OpenFOAMはUbuntuで簡便にインストールできます。

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ProCASTやOpenFOAMを用いた熱流体解析を行うためのマシンを検討。
予算150万円の範囲で搭載可能な最大コア数のCPUと、ミラーリング構成のストレージを希望。

事例No.PC-8017Aよりもコア数の多い構成として、2CPU対応を前提とした構成をご用意しました。
Xeon Wシリーズは2CPU構成に対応しないため、Xeon ScalableシリーズのCPUを採用し予算内で選択できるコア数が最も多くなる構成にてご提案しました。

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ProCASTやOpenFOAMを用いた熱流体解析を行うためのマシンを検討。
予算150万円の範囲で搭載可能な最大コア数のCPUと、ミラーリング構成のストレージを希望。

お客様のご希望どおり、一般的なCFD解析ではマルチコアCPUが有効な場合が多いため、Xeon Wシリーズで最大コア数のW-2295を選択しました。
ビデオカードは、OpenFOAMのプリポストのグラフィカルな処理の有無などで必要なスペックが異なります。そのため、別のカードへの変更をご希望の際には、お気軽にご相談ください。

※よりコア数の多い 2CPU構成の提案事例PC-8017Bもございます。

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COMSOL Multiphysics (Wave Optics Module)での計算を高速化したい。現在使用しているPCはXeon E5-2697v2 (24コア/2.70GHz)でメモリ64GB。

ドメイン要素が増えると「out of core」と警告が出て急激に遅くなるため、メモリ容量をできるだけ増やした構成を希望。

「out of core」の警告が表示される理由は、ソフトメーカーの推奨環境であるCPU実装コア数 x 4GB以上のメモリ搭載を満たしていないことに起因していると考えられるため、メモリを2CPU構成の実質的な上限である768GBまで搭載した構成でご提案しました。大容量メモリを活かせるよう、CPUのコア数は最大となるように選定しています。

タワー型筐体のため、ラックマウント環境がなくても設置が可能ですので、既存ラックがない場合や4CPU構成のような大規模なマシンまでは必要ない場合には選択肢になり得るかと思います。

※本事例の後継スペックは、PC-8030をご覧ください。

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COMSOL Multiphysics (Wave Optics Module)での計算を高速化したい。

現在使用しているPCはXeon E5-2697v2 (24コア/2.70GHz)でメモリ64GB。ドメイン要素が増えると「out of core」と警告が出て急激に遅くなるため、メモリ容量をできるだけ増やした構成を希望。

「out of core」の警告が表示される理由は、ソフトメーカーの推奨環境であるCPU実装コア数 x 4GB以上のメモリ搭載を満たしていないことに起因していると考えられるため、大容量のメモリに対応した4CPU構成をご提案しました。1コアあたりのメモリ搭載量が大きい点がCOMSOLの利用におけるメリットになります。電源は100V環境でもご利用いただけますが、消費電力の大きいシステムのため、安定性を考慮すると200V環境でのご利用を推奨しています。

ただし、ラックマウント筐体であることや冷却ファンの排気音はかなり大きくなることから、十分な温度管理・防音対策のできるサーバールームのような環境への設置が前提となります。また、OSにつきましては、4CPU構成に対応するWindows Pro for Workstationとしています。

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