HPC的基本配置方法

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描述

1. HPC基本配置方法(本方法不适用于SIwave)

软件安装完成后,用户就可以使用软件进行建模、仿真计算了。但是,若要充分调用计算机的资源,还需对HPC并行计算进行一定的配置。

1.1. HPC的类型

HPC license分为两种,HPC与HPC Pack,它们在软件中的配置方法,略有区别。

1.2. HPC类型的配置

打开软件菜单栏,选择ToolsOptionsHPC and Analysis Options,打开如下对话框,选中“Options”选项卡,见下图。 图中蓝色部分“HPC License”项,包含“Pool”、“Pack”与“None”三个子选项。HPC License对应于“Pool”,HPC Pack对应于“Pack”。选择与License匹配的类型即可。

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1.3. 本地电脑Local的多处理器设置

1)打开软件菜单栏,选择ToolsOptionsHPC and Analysis Options,打开如下对话框,默认为“Configurations”选项卡。

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  2)点击“Edit”,打开Local设置对话框,设置CPU总数与task任务数(分的域数)。 设置的CPU总数不大于license授权文件支持的CPU数量,也不能超出计算机硬件的CPU数量。

关于license授权文件支持的CPU数量,请与对应的ANSYS销售人员确认。

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1.4. 远程调用服务器的多处理器设置(RSM)

1)打开软件菜单栏,选择ToolsOptionsHPC and Analysis Options,打开如下对话框,点击“Add”。

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2)为本次HPC配置取个名字,通过添加服务器名称、IP地址等,将服务器加入到列表中,并设置总的CPU数;分的域数可手动添加,也可选择自动设置选项。

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3)通过点击“Test”,测试远程服务器的设置是否成功。

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4)点击“OK”,回到HPC设置中的“Configurations”选项卡,通过“Make Active”,可以在Local与远程调用服务器之间进行切换。

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1.5. 完成HPC的基本配置

通过HPC的基本配置,可以实现本地电脑与RSM远程调用的多CPU并行运算,以及域分解提高求解效率。必须说明的是,RSM远程调用,本地电脑并不参与运算求解,而只显示操作界面。

如果需要实现多电脑分布式并行运算,以求解更大更复杂的问题,我们需要进行高级HPC设置,即MPI的配置方法(仅适用于HFSS)。    

2. HPC高级配置 (仅HFSS) —— Message Passing Interface (MPI)

MPI即消息传递接接口,是目前使用最为广泛的实现并行计算的一种方式。在消息传递模型中,计算由一个或者多个进程构成,进程间的通信通过调用库函数发送和接收消息来完成。通信是一种协同的行为。

ANSYS EM Suite 16.0包含两种MPI方式,即IBM Platform MPI与Intel MPI。用户可以自由选择,取其中一种即可。

MPI配置前的准备工作

对于需要参加分布式并行运算的电脑, 1)都必须拥有一个相同的用户名以及相同的密码,该用户属性必须为管理员账户; 2)要确保每一台电脑都安装了相同版本的ANSYS EM 软件,而且软件都安装在相同的目录下(建议默认安装路径); 3)各电脑之间是相互连通的,即“ping”命令可以在任意两台电脑间成功执行,并完成数据的收发。

2.1. Intel MPI安装与配置

2.1.1. 运行ANSYS EM Suite安装包的“autorun.exe”,进入安装界面

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2.1.2. 选择“Install Distributed Simulation Technologies”,打开如下界面

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2.1.3. 点击“Install Intel MPI”,选择解压目录,进入MPI安装界面

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2.1.4. 点击“下一步”,按照默认安装设置

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2.1.5. 最后点击“完成”

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2.1.6. 通过ANSYS EM软件的安装目录找到“wmpiregister.exe“文件,以管理员身份运行,打开注册对话框。

具体的文件目录,可参考如下位置 “C:Program FilesAnsysEMAnsysEM16.0Win64commonfluent_mpimultiportmpiwin64intelin”。

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2.1.7. 输入域名和多机共有的用户名,若多机同域,域名可省略;另外,注册成功后,会显示成功提示信息“Password encrypted into the Registry“。

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2.1.8. 在所有参加分布式计算的计算机上,重复步骤5.1.1至5.1.7,完成Intel MPI的配置。

2.2. IBM Platform MPI 安装与配置

2.2.1. 运行ANSYS EM Suite安装包的“autorun.exe”,进入安装界面

2.2.2. 选择“Install Distributed Simulation Technologies”,打开如下界面

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2.2.3. 选择“Install IBM Platform MPI”,进入MPI安装界面

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2.2.4. 选择安装目录,默认即可

2.2.5. 选择对应操作系统“for Windows XP/2003/Vista/2008/7”,如下图

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2.2.6. 安装至下图时,切记勾选项要全部选中

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2.2.7. 默认安装直至最后完成

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2.2.8. 开始/运行/cmd,打开DOS命令窗口

2.2.9. 利用cd命令,将当前路径切换至如下目录

C:Program FilesAnsysEMAnsysEM16.0win64commonfluent_mpimultiportmpi win64pcmpiin(软件默认安装情况下)

2.2.10. 运行命令“mpidiag –s <你的计算机名> -at -cache”,注册密码

命令是将用户本机(用于界面操作与并行设置的本地电脑,控制并行运算)的信息添加至MPI信息中。 具体操作,见下图示例。其中“beigcao”为本地用户的个人PC,注册的密码为多机共有用户名对应的密码。注册成功后会返回一条信息,并给出共有的用户名“gcao”。

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2.2.11. 重复步骤5.2.1至5.2.10,在每一台参加运算的电脑上配置一次(除计算机名外,与图中配置完全一致),以实现最终的多机并行。

2.2.12. 完成IBM Platform MPI的配置。

2.3. CPU资源配置

首先,获取所有参加并行计算的电脑名称与CPU数量,找开HFSS中的多处理器设置选项卡。具体操作请参照步骤4.4。 其次,添加各个电脑名称,并配置每个电脑的CPU总数与分的域数。

最后,本地电脑应作为主节点,位置应在最前方。 手动方式与自动方式的两种配置结果,可参照下图。(图中为两台电脑并行计算,Local与beitech01)

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2.4. Profile中查看多机并行运算的过程

打开一个工程文件,将求解器由默认的“Direct Solver”更改为“Domain Decomposition”,即域分解法,进行仿真计算。多机并行可在Profile中查看。

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2.5. MPI配置完成

当仿真中看到步骤5.4的结果时,就说明MPI配置成功。

需要注意的是,步骤5.4中而我们看到的有5个域,而其实共有6个域。这是因为作为主节点的本地电脑Beitech04,其中一个域用来进行整体仿真的控制,即作了头节点。

MPI配置成功之后,用户可根据自己仿真资源消耗的情况,自由选择由几台电脑并行计算;本地电脑也可只操作而不参加并行运算等。




审核编辑:刘清

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