PC提案事例

光学シミュレーションソフト「RSoft DiffractMOD（RCWA）」で高速に計算したい。
複数ジョブの並列実行も想定しており、計算効率の高い構成を希望。
予算は100万円程度が上限。

CPU・メモリ構成について

RCWA法を用いた電磁界解析では、CPUのコア数に加え、メモリの速度や容量も解析効率に直結します。
これらの要件を踏まえ、Intel Xeon 6521P（24コア/48スレッド）とDDR5-5600 ECC Registeredメモリ256GBを組み合わせ、並列処理および大規模計算に適した構成をご提案しました。

GPUについて

RSoft DiffractMODは、RCWA法に基づく解析ソフトウェアであり、CPU依存型のため、GPUの性能は処理速度に影響しません。
そのため、描画の安定性とコストバランスを重視し、ローエンドのNVIDIA RTX A400 (4GB)を選定しました。

将来的な拡張について

光学解析ソフトウェア「FullWAVE FDTD」の導入をご検討される場合は、公式な推奨スペックに基づいたGPU選定が必要です。
FDTDの導入を視野に入れる際は、事前にご相談いただくことで、用途の拡大にも対応可能なシステムをご案内いたします。
詳細なGPU要件については、Synopsys社の公式システム要件ページをご参照ください。

参考：System Requirements _ Photonic Solutions – Synopsys

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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液晶ディスプレイや、液晶光デバイスの開発時に利用するシミュレーション・数値計算ソフトウェア「LCD Master」を使用するためのPCを検討している。
具体的には、液晶ダイレクタの配向状態を調べる液晶配向計算と、光の透過率や偏光状態を調べる光学計算を行いたい。
特に3次元構造を計算するLCD Master/3Dは精度の良い計算ができる一方で、計算に時間がかかりメモリ使用量も多い。
そこで、高性能なCPUと512GB程度のメモリを積んだ構成を、予算300万円程度で提案してほしい。

また、LCD MasterはGPUに非対応だが、今後のことを考慮してRTX4090を搭載してほしい。将来的にはRTX4090を2枚搭載する可能性がある。

その他、希望する条件は以下の通り。

お客さまご希望の条件に沿った構成をご提案しました。

計算能力を重視したCPU

最新の第4世代Xeon Scalableシリーズを搭載した構成です。

ご予算内で計算性能を重視し、36コアモデルのIntel Xeon W9-3475Xを選択しています。 コア数、スレッド数の多さによる並列処理性能はもちろんのこと、TurboBoost時の最大クロック数も高いため、並列処理数が少ない場合でも性能を発揮します。

RTX4090の増設に対応

グラフィックカードはご要望にあわせてRTX4090を搭載しています。本構成はRTX4090を合計で2枚まで搭載することが可能ですので、将来的に＋1枚増設できる余地があります。
なお、本構成は100Vの電源環境でご利用いただけますが、RTX4090を2枚搭載した場合は200V環境でご利用いただく必要があります。

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。
いただいた条件に合わせて柔軟にマシンをご提案いたしますので、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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材料計算、特に第一原理電子状態計算 (想定ソフトウェア：VASP、ABINIT)に使用する目的で、ワークステーションを導入したい。
具体的には、最大100-200原子数程度の計算セルに対するトータルエネルギー計算・構造緩和・フォノン計算・物性計算を考えている。
予算60万円程度で提案して欲しい。

ご要望の条件に合わせて構成を検討しました。

VASP、ABINITでのGPU選定

VASP、ABINITともにGPGPUに対応していますが、公式ドキュメントの情報を確認するとTESLA系統のfp64性能の高いGPGPU専用カードの利用が前提と考えられます。
本件のご予算では、これらのカードを選択することはできないため、GPU利用に固執せず構成を検討するのが良いと思われます。

VASP利用時のメモリ消費量

なお、ご利用予定のソフトウェアは計算規模が大きくなるとメモリ消費量が増加します。
VASPの必要メモリ容量を計算するための考え方が公式サイトに掲載されていますので、計算内容に合わせてご確認ください。

参考：Memory requirements (VASP Software GmbH) ※外部サイトへ飛びます

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材料計算ワークステーション,第一原理電子状態計算,VASP計算,ABINITシミュレーション,トータルエネルギー計算,構造緩和計算,フォノン計算,物性計算,材料特性予測,GPGPU対応,分子動力学解析,電子密度関数法,第一原理計算,ワークステーション,材料シミュレーション,物質科学ソフトウェア,コア数重視,材料特性計算

カメラ用のレンズ開発のために、Zemax OpticStudio用のマシンを導入したい。
予算50～60万円程度で構成を提案して欲しい。
考えているスペックは以下の通り。

・CPU：18コア以上を希望
・メモリ：64GB以上 4枚構成を希望
・ストレージ：2TB SSDを2つと8TB HDDを1つ

Zemaxを使用する上で、18コア以上の条件を満たすXeonとCore i9とでは、どちらを選択すべきかも教えて欲しい。

ご要望に合わせて構成を検討しました。

■Point

・CPUはCore i9-13900K (Pコア：3.00GHz 8コア / Eコア：2.20GHz 16コア)を採用。
・Xeonの18コア製品は、W-2295 (3.00GHz 18コア) が該当する。
・Xeon W-2295では全てのコアが等速だが、この構成ではPコア (高性能コア) のクロックはW-2295よりも速くなると考えられる。

18コアのXeon W-2295仕様よりも安価でありながら、処理速度の面でメリットが出るよう、Core-i9 13900Kを採用した構成をご提案しました。CPUのコア数は合計24コアですので、ご要望の条件を満たしています。
あくまで一般論ではありますが、Core-i9のPコア (高性能コア) はXeon側よりも処理速度が速くなると考えられます。ただし、Eコア (高効率コア) の速度はXeonよりも遅くなる可能性があります。

また、Zemaxのメモリ要求はそれほど大きくないと思われますが、本事例での最大メモリ容量は128GBです。それ以上のメモリ容量が必要な場合には、Xeonを採用した構成が必要となります。

なお、お客様からご要望いただいた「メモリ4枚構成」でのご提供は可能ですが、必要容量が64GBの場合には積極的にお勧めはしません。Core iシリーズのメモリは2chで動作しますので、2枚構成が最も速くなります。本お見積もりの構成は、32GB x2枚構成を2セットとしています。

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。
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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実験計測の総合制御を行うためのマシンを提案して欲しい。
予算は100万円程度。

より良いご提案のため、お客様に詳細情報をヒアリングさせていただきました。
その結果、追加で以下の情報を頂戴しています。

・混相流の流下形態をハイスピードカメラで撮影し、流下の特性を研究したい。
・計測データの回収や解析、大量データの処理などを行うためのマシンを提案して欲しい。
・使用するソフトウェアはPhotronのTEMAを予定している。
・扱うデータは1つあたりの容量が大きい。
・現在使用しているマシンのスペックは以下の通り。
—————————-
CPU：Core i5
メモリ：8GB
ストレージ：256GB
—————————-
・上記スペックのマシンでは、おそらく予定のデータ処理を実施できない。

こうした前提を踏まえて、構成をご提案しました。

ご利用予定のPhotron TEMAの公式サイトに掲載された動作要件はそれほど高くはなく、現在ご利用中のマシンも要件を満たしています。

参考：TEMA 仕様/サポート(Photron) ※外部サイトに飛びます

今回のご提案では、ソフトウェア側の情報を踏まえつつ、実際に利用するにあたっての性能を重視して構成を検討しました。
特に、扱うデータの容量が大きいことからストレージに要求される能力は高いと考えられるため、システム用およびデータ用のストレージはどちらも高速なNVMeタイプのSSDとしています。

また、描画性能に関する要件は解像度以外の推奨情報の記載はございませんでしたが、ある程度のグラフィック性能が必要と判断し、ミドルクラスのワークステーション向けビデオカードを搭載しています。

なお、ハイスピードカメラ映像を取り込んで解析するということですので、映像データのインポートにPCI-Expressキャプチャーカードを使用する場合は、別途搭載を検討する必要があります。本件のご相談では、キャプチャーカードは要件に含まれておりませんでしたが、カードを含む形での提案をご希望の場合には、気兼ねなくご相談ください。

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液晶ディスプレイの研究開発を目的として、光学設計ソフトウェア「Zemax OpticStudio」が高速に動作するマシンを導入したい。具体的には、レンズの設計やバックライト技術のシミュレーションでの利用を想定している。

現在使用中のマシンはRyzen Threadripper3 3970Xで、新しいマシンはそれと同等もしくは同等以上の性能を希望する。 具体的な条件は以下の通り。

・CPU：32コア以上 (Zemaxは32コアで最適な動作をすると聞いたため)
・メモリ：128GB
・ストレージ：SSD 1TB
・グラフィック：Geforce GTX1650と同程度
・予算：140万円以下

ご予算の範囲で構成を検討し、ご提案しました。

■構成検討のポイント

・ご提案時点でThreadripper3 3970Xは終息のため、新しい世代のCPUを選定。
・ビデオカードは、ご提案時点で入手性の良いGTX1660Superを選定。

また、お客様からご連絡いただいた「Zemaxは32コアで最適な動作をする」については、以下の見解をお伝えしています。

Zemaxは64スレッドを超えるとプロセッサーグループでコアが分かれてしまうため、64スレッド以上に対応しません。
現行のCPUは仮想スレッドもありますので、 32コア ＋ 32コア仮想スレッド で 合計64スレッド が上限になることに関連する情報と思われます。
仮に、少しでも処理理速をUPさせたい場合は、64コア搭載のCPUを採用し、仮想スレッドをオフにする方法が考えられますが、コスト差に見合うだけの速度UPにはつながらないと考えられます。

参考：OpticStudio の実行に必要なコンピュータ (Zemax) ※外部サイトに飛びます

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。
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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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

予算100万円程度で、光学設計ソフトウェア Zemax OpticStudioが高速に動くワークステーションが欲しい。

ご検討のたたき台として、ご予算100万円以下の構成を検討しました。
OpticStudioのシステム要件から、基本的にCPUのコア数がもっとも有効なソフトだと判断し、ご予算内でコア数が最大になる構成にてご提案しました。
用途次第ではありますが、現状でのOpticStudioはレイトレーシング (光線追跡法：光や影の表現を演算する機能) などの面においてGPUをサポートしていないため、ビデオカードは問題なく画面表示ができる程度の製品としています。

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事例No. PC-6125をベースに、予算50万前後で、指定の3次元光学解析用ソフトウェアに適した構成の検討を希望 (3D解析に十分なビデオカードの搭載、例えばGTX 1080TI等)。

PC-6125を元にビデオカードを変更し、ご提案いたしました。ご指定のソフトウェアはGPU計算に対応しておらず、ビデオカードはQuadroが推奨でしたので、予算内で出来るだけビデオメモリの大きい Quadro P2000 を選定しております。

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