HFSS軟件的HPC基本配置方法

1.?HPC基本配置方法（本方法不適用于SIwave）

軟件安裝完成后，用戶就可以使用軟件進(jìn)行建模、仿真計(jì)算了。但是，若要充分調(diào)用計(jì)算機(jī)的資源，還需對(duì)HPC并行計(jì)算進(jìn)行一定的配置。

1.1.?HPC的類型

HPC license分為兩種，HPC與HPC Pack，它們?cè)谲浖械呐渲梅椒?，略有區(qū)別。

1.2.?HPC類型的配置

打開軟件菜單欄，選擇ToolsOptionsHPC and Analysis Options，打開如下對(duì)話框，選中“Options”選項(xiàng)卡，見下圖。

圖中藍(lán)色部分“HPC License”項(xiàng)，包含“Pool”、“Pack”與“None”三個(gè)子選項(xiàng)。HPC License對(duì)應(yīng)于“Pool”，HPC Pack對(duì)應(yīng)于“Pack”。選擇與License匹配的類型即可。

1.3.?本地電腦Local的多處理器設(shè)置

1）打開軟件菜單欄，選擇ToolsOptionsHPC and Analysis Options，打開如下對(duì)話框，默認(rèn)為“Configurations”選項(xiàng)卡。

2）點(diǎn)擊“Edit”，打開Local設(shè)置對(duì)話框，設(shè)置CPU總數(shù)與task任務(wù)數(shù)（分的域數(shù)）。

設(shè)置的CPU總數(shù)不大于license授權(quán)文件支持的CPU數(shù)量，也不能超出計(jì)算機(jī)硬件的CPU數(shù)量。關(guān)于license授權(quán)文件支持的CPU數(shù)量，請(qǐng)與對(duì)應(yīng)的ANSYS銷售人員確認(rèn)。

1.4.?遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)器的多處理器設(shè)置（RSM）

1）打開軟件菜單欄，選擇ToolsOptionsHPC and Analysis Options，打開如下對(duì)話框，點(diǎn)擊“Add”。

2）為本次HPC配置取個(gè)名字，通過添加服務(wù)器名稱、IP地址等，將服務(wù)器加入到列表中，并設(shè)置總的CPU數(shù)；分的域數(shù)可手動(dòng)添加，也可選擇自動(dòng)設(shè)置選項(xiàng)。

3）通過點(diǎn)擊“Test”，測(cè)試遠(yuǎn)程服務(wù)器的設(shè)置是否成功。

4）點(diǎn)擊“OK”，回到HPC設(shè)置中的“Configurations”選項(xiàng)卡，通過“Make Active”，可以在Local與遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)器之間進(jìn)行切換。

1.5.?完成HPC的基本配置

通過HPC的基本配置，可以實(shí)現(xiàn)本地電腦與RSM遠(yuǎn)程調(diào)用的多CPU并行運(yùn)算，以及域分解提高求解效率。必須說明的是，RSM遠(yuǎn)程調(diào)用，本地電腦并不參與運(yùn)算求解，而只顯示操作界面。

如果需要實(shí)現(xiàn)多電腦分布式并行運(yùn)算，以求解更大更復(fù)雜的問題，我們需要進(jìn)行高級(jí)HPC設(shè)置，即MPI的配置方法（僅適用于HFSS）。

2.?HPC高級(jí)配置 （僅HFSS） —— Message Passing Interface （MPI）

MPI即消息傳遞接接口，是目前使用最為廣泛的實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算的一種方式。在消息傳遞模型中，計(jì)算由一個(gè)或者多個(gè)進(jìn)程構(gòu)成，進(jìn)程間的通信通過調(diào)用庫函數(shù)發(fā)送和接收消息來完成。通信是一種協(xié)同的行為。

ANSYS EM Suite 16.0包含兩種MPI方式，即IBM Platform MPI與Intel MPI。用戶可以自由選擇，取其中一種即可。

MPI配置前的準(zhǔn)備工作

對(duì)于需要參加分布式并行運(yùn)算的電腦，

1）都必須擁有一個(gè)相同的用戶名以及相同的密碼，該用戶屬性必須為管理員賬戶；

2）要確保每一臺(tái)電腦都安裝了相同版本的ANSYS EM 軟件，而且軟件都安裝在相同的目錄下（建議默認(rèn)安裝路徑）；

3）各電腦之間是相互連通的，即“ping”命令可以在任意兩臺(tái)電腦間成功執(zhí)行，并完成數(shù)據(jù)的收發(fā)。

2.1.?Intel MPI安裝與配置

2.1.1.?運(yùn)行ANSYS EM Suite安裝包的“autorun.exe”，進(jìn)入安裝界面

2.1.2.?選擇“Install Distributed Simulation Technologies”，打開如下界面

2.1.3.?點(diǎn)擊“Install Intel MPI”，選擇解壓目錄，進(jìn)入MPI安裝界面

2.1.4.?點(diǎn)擊“下一步”，按照默認(rèn)安裝設(shè)置

2.1.5.?最后點(diǎn)擊“完成”

2.1.6.?通過ANSYS EM軟件的安裝目錄找到“wmpiregister.exe“文件，以管理員身份運(yùn)行，打開注冊(cè)對(duì)話框。

具體的文件目錄，可參考如下位置 “C:Program FilesAnsysEMAnsysEM16.0Win64commonfluent_mpimultiportmpiwin64intelbin”。

2.1.7.?輸入域名和多機(jī)共有的用戶名，若多機(jī)同域，域名可省略；另外，注冊(cè)成功后，會(huì)顯示成功提示信息“Password encrypted into the Registry“。

2.1.8.?在所有參加分布式計(jì)算的計(jì)算機(jī)上，重復(fù)步驟5.1.1至5.1.7，完成Intel MPI的配置。

2.2.?IBM Platform MPI 安裝與配置

2.2.1.?運(yùn)行ANSYS EM Suite安裝包的“autorun.exe”，進(jìn)入安裝界面

2.2.2.?選擇“Install Distributed Simulation Technologies”，打開如下界面

2.2.3.?選擇“Install IBM Platform MPI”，進(jìn)入MPI安裝界面

2.2.4.?選擇安裝目錄，默認(rèn)即可

2.2.5.?選擇對(duì)應(yīng)操作系統(tǒng)“for Windows XP/2003/Vista/2008/7”，如下圖

2.2.6.?安裝至下圖時(shí)，切記勾選項(xiàng)要全部選中

2.2.7.?默認(rèn)安裝直至最后完成

2.2.8.?開始/運(yùn)行/cmd，打開DOS命令窗口

2.2.9.?利用cd命令，將當(dāng)前路徑切換至如下目錄

C:Program FilesAnsysEMAnsysEM16.0win64commonfluent_mpimultiportmpi

win64pcmpibin（軟件默認(rèn)安裝情況下）

2.2.10.?運(yùn)行命令“mpidiag –s <你的計(jì)算機(jī)名> -at -cache”，注冊(cè)密碼

命令是將用戶本機(jī)（用于界面操作與并行設(shè)置的本地電腦，控制并行運(yùn)算）的信息添加至MPI信息中。

具體操作，見下圖示例。其中“beigcao”為本地用戶的個(gè)人PC，注冊(cè)的密碼為多機(jī)共有用戶名對(duì)應(yīng)的密碼。注冊(cè)成功后會(huì)返回一條信息，并給出共有的用戶名“gcao”。

2.2.11.?重復(fù)步驟5.2.1至5.2.10，在每一臺(tái)參加運(yùn)算的電腦上配置一次（除計(jì)算機(jī)名外，與圖中配置完全一致），以實(shí)現(xiàn)最終的多機(jī)并行。

2.2.12.?完成IBM Platform MPI的配置。

2.3.?CPU資源配置

首先，獲取所有參加并行計(jì)算的電腦名稱與CPU數(shù)量，找開HFSS中的多處理器設(shè)置選項(xiàng)卡。具體操作請(qǐng)參照步驟4.4。

其次，添加各個(gè)電腦名稱，并配置每個(gè)電腦的CPU總數(shù)與分的域數(shù)。

最后，本地電腦應(yīng)作為主節(jié)點(diǎn)，位置應(yīng)在最前方。

手動(dòng)方式與自動(dòng)方式的兩種配置結(jié)果，可參照下圖。（圖中為兩臺(tái)電腦并行計(jì)算，Local與beitech01）

2.4.?Profile中查看多機(jī)并行運(yùn)算的過程

打開一個(gè)工程文件，將求解器由默認(rèn)的“Direct Solver”更改為“Domain Decomposition”，即域分解法，進(jìn)行仿真計(jì)算。多機(jī)并行可在Profile中查看。

2.5.?MPI配置完成

當(dāng)仿真中看到步驟5.4的結(jié)果時(shí)，就說明MPI配置成功。

需要注意的是，步驟5.4中而我們看到的有5個(gè)域，而其實(shí)共有6個(gè)域。這是因?yàn)樽鳛橹鞴?jié)點(diǎn)的本地電腦Beitech04，其中一個(gè)域用來進(jìn)行整體仿真的控制，即作了頭節(jié)點(diǎn)。

MPI配置成功之后，用戶可根據(jù)自己仿真資源消耗的情況，自由選擇由幾臺(tái)電腦并行計(jì)算；本地電腦也可只操作而不參加并行運(yùn)算等。