شبیه سازی (simulation) یکی از مهم‌ترین عناصر برای انجام یک پروژه کاری است و به همین جهت، نرم افزارهای متعددی برای انجام شبیه سازی‌های گوناگون اعم از شبیه سازی خواص فیزیکی و شیمیایی مواد، هوش مصنوعی و محیط زیست ساخته شده‌اند. برخی از این شبیه سازی‌ها نیازمند محاسبات زیاد و پیچیده هستند که نیازمند سیستم نرم افزاری و سخت افزاری قدرتمند می‌باشند که ممکن است تا چند روز زمان برای ارائه نتیجه نیاز داشته باشند. بنابراین، اگر می‌خواهید شبیه سازی سریع با زمان کم برای انجام عملیات داشته باشید، بهتر است تا جایی که می‌توانید سیستم و الزامات خود را تقویت کنید.
انتخاب سیستم مورد نیاز مستقیما به نرم افزار و سنگینی پروژه بستگی دارد. لذا به هنگام نصب نرم افزار مورد نظر باید ببینید آیا سیستم شما نیازمندی‌های اجرای نرم افزار را دارد یا خیر. در ادامه سیستم‌هایی که می‌تواند بر اساس نیازتان مناسب باشد، پیشنهاد شده است:
الزامات سخت افزاری:
- پردازنده (CPU): پردازنده مرکزی با کارایی بالا (مثلاً ۷ Intel Core i یا ۷AMD Ryzen ) برای محاسبات پیچیده.
- واحد پردازش گرافیکی (GPU): پردازش گرافیکی اختصاصی (مانند NVIDIA یا AMD Radeon) برای شبیه سازی‌هایی که نیاز به رندر گرافیکی یا پردازش موازی دارند.
- حافظه (RAM): حداقل 8 گیگابایت رم، 16 گیگابایت یا بالاتر برای شبیه سازی های بزرگتر توصیه می شود.
- فضای ذخیره سازی: هارد SSD برای دسترسی سریعتر به داده ها و ذخیره سازی. ظرفیت بستگی به اندازه داده های شبیه سازی دارد.
- ارتباط با شبکه: اتصال به اینترنت پرسرعت برای شبیه سازی هایی که به منابع رایانش ابری یا فیدهای داده بلادرنگ نیاز دارند.
- سیستم خنک کننده: سیستم خنک کننده کارآمد برای جلوگیری از گرمای بیش از حد در طول وظایف محاسباتی فشرده.
الزامات نرم افزاری:
- سیستم عامل: سیستم عامل مدرن مانند ویندوز، لینوکس یا macOS.
- نرم افزار شبیه سازی:
- برای شبیه سازی‌های مبتنی بر فیزیک: نرم افزارهایی مانند ANSYS، Abaqus، SolidWorks یا MATLAB.
- برای شبیه سازی محیطی و جغرافیایی: نرم افزار GIS مانند ArcGIS یا QGIS.
- برای شبیه‌سازی‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین: پایتون با کتابخانه‌هایی مانند TensorFlow، PyTorch یا Scikit-learn.
- ابزارهای تجزیه و تحلیل داده ها: نرم افزاری برای تجزیه و تحلیل نتایج، مانند پایتون با پاندا، R یا اکسل.
- نرم افزار تجسم: ابزارهایی مانند کتابخانه های Tableau، Gephi یا Python (Matplotlib، Seaborn) برای تجسم داده ها.
- ویرایشگرهای کد و IDE: کد ویژوال استودیو، PyCharm، یا Eclipse برای توسعه نرم افزار و برنامه نویسی.
- کنترل نسخه: Git و پلتفرم هایی مانند GitHub یا GitLab برای نسخه سازی کد و همکاری.
- خدمات رایانش ابری (اختیاری): AWS، Google Cloud یا Azure برای دسترسی به منابع محاسباتی اضافی.
ملاحظات اضافی
- راه حل های پشتیبان گیری: استراتژی پشتیبان گیری منظم برای ایمنی داده ها (به عنوان مثال، هارد دیسک های خارجی، خدمات ذخیره سازی ابری).
- نرم افزار امنیتی: آنتی ویروس و فایروال برای محافظت از داده های شبیه سازی و منابع محاسباتی.
- منبع تغذیه: منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) برای جلوگیری از از دست رفتن اطلاعات در هنگام قطع برق.
سیستم مورد نیاز برای برخی از نرم افزارهای متداول شبیه سازی
همانطور که گفته شد، هر نرم افزار برای کارکرد مناسب و بدون نقض، نیازمند تامین حداقل سیستم مورد نیاز هستند. در ادامه به حداقل سیستم مورد نیاز نرم افزارهای رایج برای شبیه سازی می‌پردازیم:
توجه: سیستم‌های مورد نیاز معرفی شده ممکن است برای پروژه‌های سنگین و پیچیده‌تر مناسب نباشد و احتیاج به سیستم قوی‌تر باشد. لازم به ذکر است سیستم مورد نیاز برای نسخه‌های ۲۰۲۰ به بعد ذکر شده است.
۱- انسیس:
CPU (پردازنده):
- Solver با پشتیبانی AVX512 تقویت شده است؛ بنابراین CPU های اینتل مبتنی بر Skylake-SP و Skylake-X یا جدیدتر توصیه می شود. پایگاه داده Intel ARK را برای پشتیبانی از AVX512 (اما نه سری Xeon Phi) را برای این مدل پردازنده می‌توانید در نظر داشته باشید.
- نمونه هایی از CPU های توصیه شده برای برنامه های HPC:
X9-9920i یا 6136 Xeon Gold (12 هسته)، 6140 Xeon Gold (18 هسته × 2 = 36 هسته)
- فرکانس هسته بالا ایده آل است، اما فرکانس واقعی وابسته به استفاده از هسته، استفاده از مجموعه دستورالعمل و خنک کننده کافی است.
حافظه (RAM):
- رم توصیه شده 8 گیگابایت برای هر هسته HFSS، Maxwell و سایر بسته های الکترونیکی یا معمولاً 64 گیگابایت تا 256 گیگابایت است.
- برای شبیه سازی سریع، سیستم شما باید سریعترین حافظه ممکن را مهیا کند. برای مثال 2666 مگاهرتز برای سرورها یا 3200+ مگاهرتز برای دسکتاپ مبتنی بر ۹i سرعت مناسبی است.
توجه: خرید رم بیشتر مشکلات ورودی/خروجی را کاهش می‌دهد، زیرا بخش حل‌کننده می‌تواند از این حافظه برای جلوگیری از انجام ورودی/خروجی زیاد استفاده کند و سپس سیستم عامل می‌تواند از رم موجود برای ذخیره یا بافر این ورودی‌ها استفاده کند.
هارد دیسک:
- هارد SSD برای تمام کارهای شبیه سازی به شدت توصیه می شود. در صورت امکان، هارد SSD های NVMe و سطوح استقامت متوسط برای کار مناسب‌تر است.
توجه: استفاده از مدل‌های بزرگ بدون رم (خارج از هسته) سایش SSD را تسریع می‌کند اما همچنان بر عدم استفاده از SSD ترجیح داده می‌شود.
گرافیک:
- می توان از یک کارت گرافیک میان رده (مانند ۲۰۰۰ Nvidia Quadro P و 5100 AMD Radeon Pro WX) استفاده کرد
توجه: درایورهای گرافیک را توسط ارائه دهنده کارت به روز نگه دارید.
برای دیدن لیست اخیر مدل‌های کارت گرافیک پشتیبانی شده می‌توانید به راهنمای Ansys و پشتیبانی پلتفرم Ansys مراجعه کنید.
۲- سالیدورک:
الزامات سیستمی برای نرم افزار سالیدورک سال‌های ۲۴، ۲۳ و ۲۰۲۲ به شرح زیر است:
- سیستم عامل: ویندوز ۱۰ و ۱۱ یا مک
- پردازنده: ۶۴ بیت، ۳.۳ گیگاهرتز یا بیشتر، اینتل ۵ یا ۷ Core i یا معادل آن در AMD
- RAM: ۱۶ گیگابایت یا بیشتر
- درایو: SSD با ظرفیت بیش از ۲۵۰ گیگا بایت
- گرافیک: ۸۰۰۰-۲۰۰۰ NVIDIA RTX A بر اساس نیاز
۳- کامسول مولتی فیزیک:
الزامات سخت افزاری برای COMSOL Multiphysics ورژن ۶.۱ عبارتند از:
- یک کارت شبکه فعال و اتصال به اینترنت برای نصب
- حداقل 4 گیگابایت رم
- 2 تا 20 گیگابایت فضای دیسک، بسته به محصولات دارای مجوز و گزینه های نصب شما
- پردازنده های زیر:
- یک پردازنده Intel® یا AMD® یا ۶۴ بیتی مبتنی بر معماری Intel® 64 یا AMD64 با مجموعه دستورالعمل ۴ SSE. (پردازنده های Intel® منتشر شده در سال 2009 یا بعد از آن و پردازنده های AMD® منتشر شده در سال 2012 یا بعد از آن، این نیاز را برآورده می کنند.)
- پردازنده های سیلیکونی اپل (۱M و بالاتر)؛ با macOS پشتیبانی می شود.
- پردازنده های ۸ ARMv؛ با Linux® پشتیبانی می شود.
علاوه بر این، Adobe Acrobat Reader برای مشاهده و چاپ اسناد COMSOL در قالب PDF مورد نیاز است.
۴- آباکوس
حداقل سیستم مورد نیاز برای اجرای آباکوس به شرح زیر است:
- پردازنده: ۵ Intel Core i یا ۵ AMD Ryzen
- حافظه: 16 گیگابایت
- فضای ذخیره‌سازی: 100 گیگابایت
- کارت گرافیک: NVIDIA GeForce GTX 1050 Ti یا AMD Radeon RX 570
- سیستم عامل: Windows 10 (64 بیتی)
۵- متلب:
حداقل سیستم مورد نیاز برای متلب نسخه b۲۰۲۴ در زیر آمده است:
سیستم عامل
- ویندوز 11
- ویندوز 10 (نسخه 21H2 یا بالاتر)
- ویندوز سرور 2022
توجه: ویندوز سرور 2019 برای این نسخه دیگر پشتیبانی نمی شود. پیشنهاد می‌شود برای امکان استفاده از این ویندوز سرور، می‌توانید نسخه‌های قبلی متلب را نصب کنید.
پردازنده
- حداقل: هر پردازنده Intel یا ۶۴-۸۶ AMD x با دو یا چند هسته
توصیه می شود: هر پردازنده Intel یا ۶۴-۸۶ AMD x با چهار هسته یا بیشتر و پشتیبانی از مجموعه دستورالعمل ۲ AVX.
- توجه: انتشار آینده MATLAB به یک پردازنده با پشتیبانی از مجموعه دستورالعمل ۲AVX نیاز دارد.
RAM
- حداقل: 8 گیگابایت
- توصیه شده: 16 گیگابایت
ذخیره سازی
- 3.8 گیگابایت فقط برای MATLAB
- 4-6 گیگابایت برای نصب معمولی
- 23 گیگابایت برای نصب همه محصولات
- هارد SSD خیلی توصیه می شود.
گرافیک
- کارت گرافیک خاصی مورد نیاز نیست، اما یک کارت گرافیک شتاب‌دهنده سخت‌افزاری با پشتیبانی از ۳.۳OpenGL با 1 گیگابایت حافظه GPU توصیه می‌شود.
۶- نرم افزار CST Studio Suite:
- سیستم عامل: ویندوز و لینوکس ۶۴ بیتی
- پردازنده: جدیدترین پردازنده های Intel® Xeon® و پردازنده های AMD، سری ۷۰۰۴AMD EPYC™ .
- حافظه (RAM): حداقل ۱۶-۸ گیگابایت برای یک شبیه سازی معمولی و بیشتر برای شبیه سازی‌های پیچیده‌تر
- کارت گرافیک: کارت گرافیک سه بعدی؛ هر دو کارت NVIDIA و AMD برای CST Studio Suite توصیه می‌شوند.
- ذخیره سازی: حداقل ۵۰۰ گیگابایت فضای هارد دیسک برای شبیه سازی معمولی
۷- نرم افزار ArcGIS:
نیازمندی‌های سیستمی نرم افزار ArcGIS pro نسخه ۳.۲ که در سپتامبر ۲۰۲۳ ارائه شده است، به شرح زیر است:
سیستم عامل
- ویندوز ۱۰ و ۱۱ (۶۴ بیتی)
- ویندوز سرورهای ۲۰۱۶، ۲۰۱۹ و ۲۰۲۲ (۶۴ بیتی)
پردازنده
- حداقل: ۴ هسته
- مطلوب: ۱۰ هسته
ذخیره سازی
- حداقل: ۳۲ گیگابایت
- توصیه شده: ۳۲ گیگابایت فضا بر روی هارد SSD
- مطلوب: ۶۴ گیگابایت یا بیشتر
گرافیک
- NVIDIA: نسخه ۵۲۷.۴۱ یا جدیدتر
- حافظه حداقل ۶ گیگابایت
۸- نرم افزار Tensor Flow:
نرم افزار Tensor Flow یک پلت فرم یادگیری ماشین (ML) منبع باز برای همه کاربران است.
حداقل سیستم موردنیاز برای اجرای این نرم افزار:
- پردازنده: اینتل ۳core i
- حافظه: ۴ گیگابایت
- ذخیره سازی: ۱ ترابایت هارد دیسک
- گرافیک: ۲۱۰ NVIDIA
حرف آخر
اینکه چه نرم افزاری انتخاب می‌کنید، به انتخاب شما، نوع پروژه و الزامات سیستمی نرم افزار بستگی دارد. در این مقاله سعی کردیم آنچه که نیاز است بدانید را بیان کنیم. اگر نیاز به اطلاعات بیشتر درباره نرم افزارهای شبیه سازی دارید، می‌توانید به وبگاه‌های اختصاصی آن‌ها مراجعه کنید.