2023年有限元数值模拟电脑配置（ANSYS、ABAQUS、COMSOL、MATLAB）

今天汇总下有限元数值模拟的装机建议，是我念大学时候攒工作站的一些经验，供有需要的知友参考，如果有遗漏或者错误欢迎补充。

数值模拟计算主要看CPU的双精度浮点算力（FP64），CPU核心越多越好，主频越高越好。峰值浮点算力的计算公式为：

其中CPU单个周期双精度浮点计算值取决于SIMD指令集合，SIMD指令集合包括SSE、SSE2、SSE3、AVX、AVX2、AVX512等，各指令集相应的单周期浮点计算次数见下表。

所以我建议选择带AVX2或者AVX512指令集的CPU，双精度浮点能力更强。

软件优化方面，intel有MKL数学核心函数库，大多数科学计算软件对intel优化更好，在核心数目相差不大的情况下，建议优先选择intel的CPU。但是，在HEDT平台和服务器领域，同价位下AMD有更多的物理核心，可以靠堆核获得更高的算力。

内存容量够不够直接影响计算结果的准确性。一旦物理内存不足，系统将自动启用虚拟内存。由于虚拟内存位于硬盘上，所以运算效率会大大降低， 并且出错率大大增加。

内存的用量与计算模型的大小有关，COMSOL官方建议以自由度（DOF）来进行大致的判断。而自由度涉及多方面因素，包括网格数量，物理场（因变量）数量，形参单元阶次等。如下图显示了几个求解不同三维有限元问题时所需的内存量。

所以确定内存容量的最好办法就是拿几个自己常用的项目跑一下，打开任务管理器看看占用多少。

内存频率在有些特殊的计算场景中也会影响计算效率，比如在CFD仿真中，计算效率的瓶颈往往在内存带宽上，而内存带宽和通道数、频率之间呈正相关，所以CFD用户优先考虑用DDR5平台，或者HEDT四通道平台，未来HEDT也可能上DDR5，到时候我会更新配置单。

如果模型不大，普通家用M.2固态就够了；如果做特大项目还是要高性能固态，原因如下：

（1）后处理文件特别大，硬盘读写性能不行打开会比较久。

（2）网格特别多的工况下，比如动态网格法，内存经常不够用，需要部分硬盘空间当虚拟内存，固态的读写性能直接决定计算效率。

数值模拟建模只要UHD核显就够了，没必要用高性能游戏显卡。

一般数值模拟软件都有“GPU加速”功能，那是面向双精度计算卡Tesla的功能，游戏卡Geforce和专业绘图卡Quadro的双精度单元都被阉割了，无法实现“GPU加速”，开了加速很可能更慢，谨慎使用。

Nvidia Tesla双精度计算卡比较昂贵，如果预算在10w以内，建议优先堆CPU核心和内存。

自己配的电脑肯定比买品牌工作站便宜很多，下面写几个配置单，大家可以根据实际需求调整硬盘和内存的大小。目前AMD三代线程撕裂者已经下架了，下半年可能有新品，到时候我再更新这篇文章。

CPU：英特尔 酷睿 i5-13600K（带核显）

主板：华硕 TUF B660M-PLUS D4

散热：利民（Thermalright）PA120 绝双刺客 AGHP逆重力热管

内存：金士顿 (Kingston) FURY 32GB(16G×2)套装 DDR4 3200

硬盘：铠侠 RC20（Kioxia）500GB SSD固态硬盘 NVMe M.2接口

显卡：核显 UHD770

电源：全汉（FSP）额定500W 蓝暴炫动Ⅱ代500W 电源

机箱：先马（SAMA）朱雀air 台式电脑主机箱

CPU：intel i9-13700K

主板：华硕TUF GAMING Z790 -PLUS WIFI D4

散热：猫头鹰（NOCTUA）NH-D15 CPU散热器

内存：金士顿 (Kingston) FURY 64GB(32G×2)套装 DDR4 3600MHz

硬盘：西部数据（Western Digital）SN 770 500G SSD固态硬盘

显卡：CPU自带核显 UHD770

电源：酷冷至尊（CoolerMaster）额定600W G600游戏电源

机箱：追风者(PHANTEKS) P400A 416升级V2版

CPU：intel i9-13900K

主板：微星(MSI)MPG Z790 CARBON WIFI 暗黑DDR5主板

散热：猫头鹰（NOCTUA）NH-D15 CPU散热器

内存：金士顿（Kingston） DDR5台式机内存条 第五代内存 6000 MHz（可以买四条）

硬盘：三星（SAMSUNG）970 pro 1TB SSD固态硬盘 M.2接口(NVMe协议)

显卡：CPU自带核显 UHD770

电源：安钛克(Antec)HCG650金牌全模/10年换新/ 全日系电容/

机箱：追风者(PHANTEKS) P400A 416升级V2版

作者： @Wallace ，其他相关内容参考：