DOMANDA Caratteristiche Notebook Ingegneria

[Matthew Fontana]

Buongiorno a tutti,
Volevo chiedere alcune delucidazioni sulle caratteristiche essenziali di un notebook per uno studente di ingegneria meccanica.

I programmi da utilizzare saranno: Ansys Fluent (licenza academic), Ansys Mechanical, Solidworks, Solid-Edge, forse Nx Siemens.

Per la ram ovviamente 16gb minimi sono obbligatori, tuttavia avrei dei dubbi per CPU/GPU.
CPU: quanti cores servono effettivamente? 4,6,8... Amd o Intel oppure vanno benissimo entrambe?
GPU: basterebbe una AMD Vega integrata (ho visto che in specviewperf ottengono buoni risultati), oppure meglio andare su qualche scheda dedicata? Se dedicata Nvidia RTX, Nvidia GTX o AMD RX? Quanta Vram? (Le Quadro sarebbero perfette ma i notebook professionali costicchiano un po' troppo).

Ovviamente ricordo che le applicazioni sarebbero per non studente, non per un "pro".

Vi ringrazio in anticipo per le risposte!

 

[Kelion]

Ansys ottimizzato per Intel fondamentalmente con alto IPC e molta memoria cache quindi Xeon o 13000 di alta fascia. Con Solidwork è utile la presenza di una GPU dedicata di buona fascia per accelerazione hardware sia Nvidia che AMD. In entrambi i casi 32GB di RAM sono una buona dotazione. Meglio una postazione fissa più semplice da gestire e più economica visto il target hardware.
Su un portatile visto l'uso continuo per la lunghezza delle elaborazioni devi orientarti su piattaforma con ottima dissipazione. In due parole costa. Devi dare un budget

 

[Matthew Fontana]

Ansys ottimizzato per Intel fondamentalmente con alto IPC e molta memoria cache quindi Xeon o 13000 di alta fascia. Con Solidwork è utile la presenza di una GPU dedicata di buona fascia per accelerazione hardware sia Nvidia che AMD. In entrambi i casi 32GB di RAM sono una buona dotazione. Meglio una postazione fissa più semplice da gestire e più economica visto il target hardware.
Su un portatile visto l'uso continuo per la lunghezza delle elaborazioni devi orientarti su piattaforma con ottima dissipazione. In due parole costa. Devi dare un budget

Penso di essere stato frainteso
L'utilizzo non è professionale ma solamente accademico, carichi di lavoro continuativi per giorni sarebbero utopici. Se tutto va bene con la licenza Ansys Student avrei anche la limitazione dei core (quindi Xeon da 16 o 20 core sarebbero comunque inutili).
Infatti il budget è da 300 a 550 euro, probabilmente notebook di seconda mano.

La mia domanda era quali fossero i requisiti adatti (tra le opzioni che avevo elencato) per un utilizzo fluido (di livello base) dei programmi che uso. Magari 4 cores sono già sufficienti, magari una Vega integrata va più che bene, magari con una Nvidia potreis fruttare i cudacores; chiedo appunto qualche consiglio pratico.

Ovviamente se potessi andrei diretto su una workstation portatile con un i7 di alta fascia, 32gb ram e una RTX A2000 (almeno), ma probabilmente ne sfrutterei forse il 10% delle capacità e quindi si rivelerebbe un investimento inutile.

 

[Matthew Fontana]

Buonasera a tutti, ho fatto qualche ricerca e provo a riportare ciò che ho trovato.

Prima di tutto mi scuso per il primo messaggio, mi sono accorto ora che era ambiguo: ribadisco che l'utilizzo è a livello accademico, non professionale.

Successivamente su Reddit ho trovato questo: Domanda Reddit.
In particolare è interessante questa risposta per la parte dei software di disegno:

One common misconception is that you need a GPU for solidworks but in reality, you're fine with integrated graphics because until you get to absurdly large assemblies, solidworks is mostly cpu bound (the big bottle-neck is feature recalculation, not realtime rendering). And if you have a laptop that runs solidworks well, you have a laptop that runs everything else you need for MechE well.

I would look for a laptop with expandable memory and storage, that has at least an i3 or i5 class (or AMD equivalent) processor.

As a rule of thumb, at the entry-mid level pricing, usually you can find a 15" from most companies that fits the bill that's cheaper than their smaller sizes. Typically they come with the added benefits of a larger battery, better cooling, and a num-pad.

Once you found one that you like, throw an SSD in it and load it up with as much RAM as is supported by that model. Solidworks eats RAM like crazy as your assemblies grow and your parts get more complex so, at a certain point, it's more of a requirement than a performance benefit; especially when you factor in having other programs (looking at you, web browsers -_-) open at the same time. And an SSD (do they even sell laptops with hard drives anymore?) is a MASSIVE performance benefit regarding load-times and will generally make everything feel smoother.

For reference: I got a 15" Dell Inspiron with an i3 and 6GB of RAM for $350. I got it because I could add more RAM and I did just that. I loaded it with 16GB of RAM and threw in an SSD. I rocked that thing all the way through college and it never gave me issues.

Ora per la parte di Ansys Academic.
La licenza in questione è limitata a 4 core fisici, quindi paradossalmente un Ryzen 3 5300u potrebbe bastare. Poi consigliano parecchia RAM, ex. 4gb ogni core (=> 16gb per 4 core).
Parlano anche di un'accelerazione nella CPU per ANSYS Mechanical (AVX512) che era disponibile nei processori Intel, tuttavia a quanto leggevo è stata rimossa (almeno dai processori della fascia Core) dalla 12esima generazione (e aggiunta in qualche CPU amd della 6/7 generazione)... alla fine ho "lasciato stare", non ho capito troppo bene.
Infine in questo Link parlano di accelerare i tempi in Ansys Fluent sfruttando i Cudacores nelle GPU Nvidia, tuttavia rimane il problema della Vram, l'utilizzo è elevato (soprattutto in doppia precisione) e quindi è un parametro da tenere in mente. Tra l'altro si vede proprio che con poca Vram i tempi diventano estremamente lunghi. Riporto la risposta:

Here it is some test results to compare performance of CPU+GPU vs CPUs in ANSYS Fluent.

Formulation of the task: simulation of the water flow into the circular pipe.
BC: inlet - V=1 [m/s], T=300[K]; outlet - static pressure 0 Pa; sidewall - wall heat flux 1e5 [W/m2].
SIMPLE algorithm.
Mesh size: 2.1, 3.7 or 12.4 mln cells.
Mesh type: unstructured mesh made by Sweep method with Inflation layers near sidewall.
Initial conditions: V=(0,0,1) [m/s], P=0 [Pa], T=300 [K].
Number of iterations: 10.

Performance results (Wall clock time for 10 iterations):

(3.7 mln cells) task results (at this size of task it is enough of GTX 1660 SUPER vRAM in SINGLE precision, but in DOUBLE precision it isn't):
DOUBLE precision solver:
* ANSYS Fluent 2023 R1 Native GPU Solver: AMD Ryzen 5900x 12 cores SMT off (4x32 GB DDR4-3000 MT/s ECC Unbuffered, dual channel) + NVIDIA Geforce 1660 Super 6 GB vRAM (vRAM bandwidth computed by ANSYS Fluent: 320 GB/s): ~7500 sec, vRAM usage 5.9 GB.
* ANSYS Fluent 2023 R1 CPU Solver: AMD Ryzen 5900x 12 cores: 53.43 sec; Peak RAM usage - 10.24 GB.
* ANSYS Fluent 17.0 CPU Solver: 2 servers of dual AMD EPYC 7532, 128 cores total, SMT off; per processor: 8x64 GB DDR4-2933 MT/s ECC Reg, 2R, total 32 memory channels in 4 processors; custom liquid cooling of CPU's: 6.67 sec; Peak Resident RAM usage - 16.6 GB; Peak Virtual RAM usage - 181.2 GB.
* ANSYS Fluent 17.0 CPU Solver: 4 servers of dual AMD Opteron 6380, 128 cores total (64 FPU, 128 IPU); per processor: 4x16 GB DDR3-1600 MT/s ECC Reg, total 32 memory channels in 8 processors: 17.01 sec; Peak Resident RAM usage - 17.8 GB; Peak Virtual RAM usage - 180.8 GB.
* (Coupled/Pseudo transient method) ANSYS Fluent 17.0 CPU Solver: 2 servers of dual AMD EPYC 7532, 128 cores total, SMT off; per processor: 8x64 GB DDR4-2933 MT/s ECC Reg, 2R, total 32 memory channels in 4 processors; custom liquid cooling of CPU's: 13.3 sec.
* (Coupled/Pseudo transient method) ANSYS Fluent 17.0 CPU Solver: 4 servers of dual AMD Opteron 6380, 128 cores total (64 FPU, 128 IPU); per processor: 4x16 GB DDR3-1600 MT/s ECC Reg, total 32 memory channels in 8 processors: 38.2 sec.

SINGLE precision solver:
* Native GPU Solver: AMD Ryzen 5900x 12 cores + NVIDIA Geforce 1660 Super 6 GB vRAM: 17.0 sec.
* Native GPU Solver: AMD Ryzen 5900x 2 cores + NVIDIA Geforce 1660 Super 6 GB vRAM: 7.9 sec, vRAM usage - 4.2 GB, peak RAM usage - 8.2 GB.
* CPU Solver: AMD Ryzen 5900x 12 cores: 77.88 sec; Peak RAM usage - 7.53 GB.
* ANSYS Fluent 17.0 CPU Solver: 2 servers of dual AMD EPYC 7532, 128 cores total, SMT off; per processor: 8x64 GB DDR4-2933 MT/s ECC Reg, 2R, total 32 memory channels in 4 processors; custom liquid cooling of CPU's: 6.33 sec; Peak Resident RAM usage - 13.4 GB; Peak Virtual RAM usage - 177.6 GB.
* ANSYS Fluent 17.0 CPU Solver: 4 servers of dual AMD Opteron 6380, 128 cores total (64 FPU, 128 IPU); per processor: 4x16 GB DDR3-1600 MT/s ECC Reg, total 32 memory channels in 8 processors: 15.12 sec; Peak Resident RAM usage - 14.6 GB; Peak Virtual RAM usage - 177.1 GB.

(2.1 mln cells) task results, ANSYS Fluent 2023 R1 (at this size of task it is enough of GTX 1660 SUPER vRAM in SINGLE and DOUBLE precision):
* Native GPU Solver, SINGLE precision, AMD Ryzen 5900x 2 cores (SMT off) + NVIDIA Geforce 1660 Super 6 GB vRAM: 5.08 sec; Peak vRAM usage by Solver - 2.47 GB; Peak RAM usage by Solver - 5.40 GB.
* Native GPU Solver, DOUBLE precision, AMD Ryzen 5900x 2 cores (SMT off) + NVIDIA Geforce 1660 Super 6 GB vRAM: 8.17 sec; Peak vRAM usage by Solver - 3.54 GB; Peak RAM usage by Solver - 6.01 GB.
* Native GPU Solver, SINGLE precision, AMD Ryzen 5900x 6 cores (SMT off) + NVIDIA Geforce 1660 Super 6 GB vRAM: 7.37 sec; Peak vRAM usage by Solver - 3.66 GB; Peak RAM usage by Solver - 7.29 GB.
* Native GPU Solver, DOUBLE precision, AMD Ryzen 5900x 6 cores (SMT off) + NVIDIA Geforce 1660 Super 6 GB vRAM: 9.40 sec; Peak vRAM usage by Solver - 4.47 GB; Peak RAM usage by Solver - 8.55 GB.
* CPU Solver, SINGLE precision, AMD Ryzen 5900x 6 cores (SMT off): 44.15 sec; Peak RAM usage by Solver - 4.12 GB.
* CPU Solver, DOUBLE precision, AMD Ryzen 5900x 6 cores (SMT off): 30.96 sec; Peak RAM usage by Solver - 5.58 GB.
* CPU Solver, SINGLE precision, AMD Ryzen 5900x 12 cores (SMT off): 35.67 sec; Peak RAM usage by Solver - 4.81 GB.
* CPU Solver, DOUBLE precision, AMD Ryzen 5900x 12 cores (SMT off): 27.39 sec; Peak RAM usage by Solver - 6.22 GB.

(12.4 mln cells) task results, ANSYS Fluent 2023 R1 (at this size of task it is not enough of GTX 1660 SUPER vRAM in SINGLE and DOUBLE precision):
* Native GPU Solver, SINGLE precision solver: AMD Ryzen 5900x 2 cores + NVIDIA Geforce 1660 Super 6 GB vRAM: 23760 sec, vRAM usage - 5.9 GB.
* CPU Solver, SINGLE precision solver: AMD Ryzen 5900x 12 cores: 301 sec, peak RAM usage - 20.1 GB.

In case when vRAM is enough for task, performance of the ANSYS Fluent with GPU solver on low-mid range graphic card in gaming-PC is equivalent to dual server cluster that is based on Zen2 EPYC with system price about 45 times higher!

In case when the task is requested more vRAM than available for GPU into the system, it was observed 30-40% PCI-E bus loading during computation with extremely low overall performance of simulation. Data transfer via x16 PCI-E 4.0 is almost stopping the simulation.

So, new Native GPU solver is aimed, first of all, on modern GPU clusters with multiple NVIDIA H100 80 GB vRAM that are connected via NVLink/NVSwitch [900 GB/s]. In this case performance will be huge.
In case of usage Geforce/Quadro GPU's it is possible to solve small tasks with high performance.

According to information from NVIDIA.COM, compute performance of NVIDIA Geforce GTX 1660 SUPER 6 GB in FP32 - 5.0 TFLOPS, in FP64 - 0.15 TFLOPS. But in ANSYS the performance difference between single and double precision was less than 1.6x.

Spero che tutto ciò possa essere d'aiuto a quanti avevano i miei dubbi.