仅仅换成固态硬盘就让我在一次模态分析中节约了16倍的时间

liuxiaotian

由于大部分用户的硬盘，都是传统的机械硬盘，其转速一定。磁盘外圈的线速度较大，使得其读写速度相对较快。
磁盘外圈的分区一般为C盘。为了减少数据交换瓶颈，应尽量将项目文件保存在C盘中。
为了节约宝贵的C盘空间，完成分析后请将项目文件，转移到其他分区。
由于使用基于RAID技术的磁盘阵列方案，在总成本上与固态硬盘近似，而固态硬盘在容量上，已可以满足绝大多数计算需求，而性能提升比例却多数倍，
笔者建议使用更高速的固态硬盘。
对于SATA3.0接口固态硬盘，其最高读写速度，普遍能比机械硬盘快3倍或以上，
而部分具有极致性能的PCI-E 8X 接口的固态，能快十几倍或更多；
4K小文件的随机读写速度，甚至可以快100倍以上。
从而带来比普通机械硬盘，快几倍甚至几十倍的读写速度。
对于计算密集型的线性有限元分析应用来说（对于迭代类的分析，影响程度相对更小），
相同的硬件总投资额下，增加一块固态硬盘，带来的性能提升比例，一般会大大优于提高其他部件的性能带来的效果，
也就是说固态硬盘的加入，对整体性能影响的敏感度更高。
固态硬盘中没有运动部件，不存在机械硬盘中，内外圈读写速度不同的问题，故项目文件可以保存在任意位置。
但是限于其工作原理的原因，当固态硬盘的存储空间接近饱和时，读写速度会下降，故应尽量使其预留一定的空闲空间。
如仍选择机械硬盘为计算磁盘时，应优先选择随机读写能力更强的多盘片产品，
而不选择大文件连续读写更快的，单盘片大容量产品。WINDOWS 7系统中对固态硬盘，进行了性能优化，以更好发挥其性能。

举个例子，如在笔者的笔记本电脑上（双核心2.2Ghz），于2012年春节前后，进行的某核电站空调结构抗震分析中的模态分析部分。
由于分析规模较大，分析过程中发生内存容量不足，软件调用了保存于硬盘上的系统页面文件，进行缓存的现象
。在整个模态分析近80小时的计算时间中，约有70个小时，都是CPU占用率极低（仅5%左右），
而硬盘占用率接近100%的情况，硬盘读写效率瓶颈明显，
而直接用于求解方程组的CPU处理能力，被完全浪费，极大的影响了CPU性能的发挥。分析完成后，最终结果文件共58G。
后来，笔者购买了容量为120G的固态硬盘。
更换后，笔者的Windows 7  64位系统硬盘部分性能评分，从机械硬盘的5.4分提高到了7.8分，直逼系统硬件最高评分：7.9分。
而在其他软硬件不变，仅将项目文件及系统页面文件，存放在固态硬盘中，求解相同问题，花费时间仅5小时，性能提升约16倍，极大的节约了时间。

假设不存在性能瓶颈，单纯的依靠提升CPU的计算能力，而获得比2核心CPU快16倍求解速度加速，
由于存在并行效率的问题，则往往需要增加约20倍的核心数量
（假设两者的单核心计算性能一致）。
一般有三种方案：1．基于XEON E54600系列CPU组成4路10核心的单台计算机；
2、使用10台4核心计算机联网，构成计算机集群；
3、升级至10核心或15核心，并增加4块高性能GPU加速卡或XEON Phi协处理器（需要ANSYS Workbench 15.0版的HPC许可证）。
那么组成的超级计算机的总价格，可能是原2核心计算机的5倍到20倍；
而如果增加一块高性能的固态硬盘，则仅需要增加10%~20%的费用即可，两者费效比差距最大可达50倍。
当然，该假设太过极端，实际中出现的可能性较低。
由于使用固态硬盘后，尽可能的消除了硬盘部分的性能瓶颈，
会让计算机其他高速硬件的性能更密集发挥（木桶效应）。这会带来发热量增多问题，应考虑加强散热。

zhang_9296

是速度提高了16倍,不是时间节约了16倍.时间只能节约95%,不能出现几倍的情况.

liuxiaotian

zhang_9296 发表于 2015-7-16 08:08
是速度提高了16倍,不是时间节约了16倍.时间只能节约95%,不能出现几倍的情况.

这要看怎么算了   
从绝对的浮点计算能力上看
还是那个CPU 还是那点可以达到的最大浮点能力 去求解方程组
在可以百分百的完全发挥出CPU的浮点能力的时候  
这台计算机没有任何的性能升级
但是 速度是什么  
是执行一项任务所消耗的时间
如果完全发挥 是40分钟
那么是
这种硬件条件下 计算机的浮点能力被尽可能的发掘出来后的结果
而实际中  不可能是任何时间 任何应用下 CPU的浮点能力  都能完全发挥
那么这个时候的真实速度是什么
是让浮点能力完全发挥的程度 或者说是总体运行时间中 完全或较高程度的发挥浮点能力的时间比例
80小时是因为内存不足   整体能力被其他硬件拖累 使得CPU没法发挥出求解方程的能力

如跑350的F1    让他在砂石路面上跑 打死也跑不上350
假设最多跑10公里
而这10公里  就是350最大可能达到的性能的35分之一
车不变 类似于浮点能力发掘完整后  最大能让他跑350一样的道理

如果 同样跑1000公里的路
在可完全发挥性能的高等级公路上
假设无限油 无限耐力 无限轮胎 无限体力  无故障 大概要3个小时能跑完
这是最佳状态
要是在砂石路呢 要100个小时
这样是100/3==33倍的性能提升的算法

固态硬盘的出现是吧砂石路变成高等级公路的过程
吧本身能跑350的车 从10公里的龟速中解放出来
解放了生产力 从而 发展了生产力

而最大跑350的1.6T发动机是不变的  碳纤维的刹车片是不变的  倍耐力的轮胎是不变的
SO 算法不同 带来的结论也不同

就像是以前我在某NVH群里面讨论 空间吸引体的吸音系数是不是会大于1
有些人从吸音系数永远小于1的常识进行评判
有些人从空间吸引体的实际吸音面积 大于其投影面积
以至于基于投影面积计算出来的吸音系数  
因为实际的空间吸引体的外表面
永远大于投影面积  所以算出的吸音系数可以大于1
从而得出了 所谓的有悖于常识的结论
但是如果换成相同的算法 都用真实面积折算
而不是用投影面积 那么算出的吸音系数也一定小于1

一样的道理
算法不同 带来的结论也不同

hocking

楼主的内存太小了吧 固态硬盘确实有提升 但是如果升级内存应该效果更好

liuxiaotian

hocking 发表于 2015-8-1 16:32
楼主的内存太小了吧 固态硬盘确实有提升 但是如果升级内存应该效果更好

既然说内存 说一下我的内存升级经历
2008年专科毕业
2009年设计岗   
2010年函授本科毕业  当时因为英语垃圾  学位英语考了3年没过 毕业没有学位证

2011年7月 第一次用ANSYS
当时用的是2009年10月买的联想Y450
  原配内存2G  用了12.1的ANSYS以后 立刻发现内存不够
买了一个4G内存条 到6G 用了一会  
几个月后 内存感觉还是不够
原配的2G卖掉 又买个4G 配到8G
这是这个本子硬件支持的最大容量了  
然后内存还是感觉不够
大规模的时候速度死的不行 研究硬件 发现固态硬盘对性能提升很明显
  画1050买了个 INTEL的330系列固态 120G  当时想买OCZ 或者镁光M 8
哈尔滨没货 求稳健 买的贵死的INTEL  
  用到2012年底 感觉还是台式机比较好

2012年春天开始帮人写书 半年时间写了200页的稿子
其中有6个案例被匿名的用在了某2本是14.0的书里面
2011年6月左右开始准备2012年一级建造师考试  提前在网上筛选讲的好的老师的资料 搜集了20G的资料
吧所有课程的几乎所有下载的资料看了个遍  关键课程2-3个老师全听 然后记笔记
看真题 做题 看答案 抄答案 背书 看笔记
用1000个小时的学习时间去努力

纠结了一体机和移动工作站还是台式机后 最终决定买台机
用3个月时间了解最新硬件
（我从286开始玩电脑 2004年高中时候已经对硬件熟悉到
可以了解不同硬件的性能和价格 卖二手电脑赚钱 利用中午上网
半年时间赚了快一万块
而完全一个人在跑 在易趣网和淘宝网上开店）
配了个1230 V2+2个8G内存  然后把本子上的固态放在台式机上
买完了世界内存价格暴涨 等了一年 2014年春天 又买2个8G 现在32G内存
已经可以应付几乎全部计算要求了
2012年11月 在考完一级建造师以后
休息一个月 继续写书 2014年7月完稿 2015年6月6日上架销售

具体经历在我之前发的 前传 一文中有所体现

欧阳庆

请楼主能更清楚说明如何使用这个固态硬盘，是将固盘代替原来的机械硬盘，系统装在固盘上吗？还是通过USB口使用固态硬盘？

Love无剑

刘总厉害了，大神

liuxiaotian

欧阳庆 发表于 2017-2-22 20:40
请楼主能更清楚说明如何使用这个固态硬盘，是将固盘代替原来的机械硬盘，系统装在固盘上吗？还是通过USB口 ...

既然选固态硬盘核心就是要的速度
在固态硬盘本身速度够的基础上
肯定是最快的接口最好了  
那么排序一下
第一优先选M2接口  
第二优先 PCI-E 4X接口
第三优先PCI-E 2X接口
第四优先SATA3接口
第五优先SATA2接口
第六优先esata接口
第七优先usb3接口
的
固态硬盘