在 COMSOL Multiphysics 中設(shè)置 GPU 加速計(jì)算
COMSOL Multiphysics 支持加速計(jì)算。本指南提供了安裝和配置使用此功能所需的軟件的快速設(shè)置說(shuō)明。®
在 COMSOL Multiphysics 中，GPU 加速可以顯著提高使用間斷伽遼金 （dG） 方法的瞬態(tài)仿真的性能，例如使用壓力聲學(xué)，時(shí)域顯式 接口的仿真，以及用于訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) （DNN） 代理模型的性能。此功能適用于 Windows 和 Linux作系統(tǒng)，需要兼容的 NVIDIA 顯卡，并安裝 CUDA 工具包。®®®®®
注： 此功能適用于 COMSOL Multiphysics 6.3 版本。®
兼容性和要求
的作系統(tǒng)和硬件要求CUDA 工具包®組件包括以下內(nèi)容：
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一個(gè) NVIDIA 顯卡，計(jì)算能力為 6.0–9.0®
- 請(qǐng)注意，COMSOL Multiphysics 系統(tǒng)要求中列出的所有 NVIDIA 顯卡都滿足此要求。®
- 對(duì)于其他顯卡，請(qǐng)檢查 NVIDIA 維護(hù)的列表中的 Compute Capability。
- 支持的作系統(tǒng) （OS），包括 Windows 或 Linux®®
- CUDA 工具包 12.4®
CUDA 工具包的設(shè)置過(guò)程®
安裝 CUDA 工具包，然后在 COMSOL Multiphysics 安裝中啟用 GPU 加速計(jì)算的過(guò)程包括以下步驟：®
- 安裝 NVIDIA CUDA 工具包®®
- 安裝支持 GPU 計(jì)算的 COMSOL Multiphysics®
- 在 COMSOL Multiphysics 中驗(yàn)證 CUDA 工具包的安裝®
下面將更詳細(xì)地概述每個(gè)步驟。
安裝 NVIDIA CUDA 工具包®®
第 1 步：下載安裝程序
首先從 CUDA Tookit 12.4 下載頁(yè)面下載 CUDA Toolkit 12.4 安裝程序。您應(yīng)該從 CUDA Toolkit 12.4 下載頁(yè)面的 Select Target Platform 部分中選擇適當(dāng)?shù)淖飨到y(tǒng)、架構(gòu)、分發(fā)（適用于 Linux作系統(tǒng)的選項(xiàng)）和版本號(hào)。®
在導(dǎo)航支持的配置和系統(tǒng)樹后，安裝程序類型的最終選擇將是 local 或 network。本地安裝程序是一個(gè)較大的初始下載，但包含安裝所需的一切。網(wǎng)絡(luò)安裝程序的初始下載要小得多，并且僅在需要時(shí)下載更多文件。您可以選擇最適合您需求的安裝程序類型。這兩種類型都將創(chuàng)建與 COMSOL Multiphysics 兼容的安裝。®
第 2 步：運(yùn)行安裝程序
Windows 和 Linux作系統(tǒng)的安裝過(guò)程不同，Linux 發(fā)行版的安裝過(guò)程也不同。為確保安裝說(shuō)明是最新的，請(qǐng)按照 NVIDIA 提供的官方安裝說(shuō)明進(jìn)行作：®®®®
如果需要最小安裝，請(qǐng)選擇 Custom （Advanced） 安裝選項(xiàng)。CUDA 工具包中唯一需要與 COMSOL Multiphysics 一起使用的部分是 CUDA 運(yùn)行時(shí)和驅(qū)動(dòng)程序組件。®®
安裝支持 GPU 計(jì)算的 COMSOL Multiphysics®
在 COMSOL 安裝程序中，有兩個(gè)部分提供了有關(guān) GPU 加速的選項(xiàng)。以下步驟詳細(xì)介紹了這些部分，并提供了 Windows 版安裝程序的屏幕截圖。Linux 版本看起來(lái)略有不同，但相同的說(shuō)明適用。有關(guān)如何安裝 COMSOL Multiphysics 的一般說(shuō)明，請(qǐng)參閱®®COMSOL Multiphysics 安裝指南®在 COMSOL 文檔或?qū)W習(xí)中心文章”如何安裝 COMSOL Multiphysics®".
第 1 步：產(chǎn)品頁(yè)面
注意：僅當(dāng)您安裝 GPU 計(jì)算支持以訓(xùn)練 DNN 代理模型時(shí)，才需要執(zhí)行此步驟。要繼續(xù)安裝 dG 方法的 GPU 計(jì)算支持，請(qǐng)繼續(xù)執(zhí)行步驟 2。
要安裝的可用產(chǎn)品選項(xiàng)取決于您的許可證。所有 COMSOL Multiphysics 6.3 安裝都支持在 dG 方法中使用 GPU 加速。為了能夠?qū)?GPU 加速用于 DNN 訓(xùn)練，必須在安裝程序的 “產(chǎn)品” 頁(yè)面上選擇 CUDA DNN 支持組件。請(qǐng)注意，這將使 Windows 上的 COMSOL Multiphysics 安裝增加 1.3 GB，在 Linux 上的安裝增加 1.8 GB。®®
COMSOL Multiphysics 6.3 安裝程序的屏幕截圖，其中包含產(chǎn)品頁(yè)面打開，并突出顯示 CUDA DNN 支持復(fù)選框。
第 2 步：選項(xiàng)頁(yè)面
Options （選項(xiàng)） 頁(yè)面的 CUDA 部分包含一個(gè) CUDA Directory 字段，用于 CUDA Toolkit 安裝路徑。在大多數(shù)情況下，在啟動(dòng) COMSOL Multiphysics 安裝程序之前安裝 CUDA 工具包會(huì)設(shè)置環(huán)境變量，讓安裝程序自動(dòng)檢測(cè)此路徑。如果未自動(dòng)檢測(cè)到正確的 CUDA Toolkit 目錄，則可以在安裝程序中設(shè)置路徑，或者在安裝完成后在 Preferences （首選項(xiàng)） 窗口設(shè)置中更改路徑。®
COMSOL Multiphysics 6.3 安裝程序的屏幕截圖，其中包含選項(xiàng)頁(yè)面打開，并在 CUDA Directory 字段中顯示默認(rèn) CUDA Toolkit 安裝路徑。
在 COMSOL Multiphysics 中驗(yàn)證 CUDA 工具包的安裝®
安裝并配置 COMSOL Multiphysics 和 CUDA 工具包后，您可以通過(guò)啟動(dòng) COMSOL Multiphysics 并打開首選項(xiàng)窗口來(lái)驗(yàn)證您的安裝。通過(guò)轉(zhuǎn)到 File 菜單并選擇 Preferences 來(lái)執(zhí)行此作。從那里，您可以導(dǎo)航到 Computing 部分，然后單擊 GPU Acceleration 頁(yè)面。最后，單擊 Verify CUDA 安裝 按鈕。®®®
這偏好窗口中，帶有®®驗(yàn)證 CUDA 安裝對(duì)話框是否打開。
Ubuntu 中 COMSOL Multiphysics 的“首選項(xiàng)”窗口，帶有®®驗(yàn)證 CUDA 安裝對(duì)話框是否打開。
COMSOL Multiphysics 的安裝現(xiàn)在支持 GPU 加速計(jì)算，并且可以立即使用。下圖展示了在 COMSOL Multiphysics 的設(shè)置中啟用 GPU 加速的一些示例。®®
這使用加速求解器公式復(fù)選框（左）、間斷伽遼金加速求解器復(fù)選框（中）和在 GPU 上訓(xùn)練復(fù)選框（右）分別用于壓力聲學(xué)，時(shí)域顯式模型、使用 dG 方法的瞬態(tài)仿真和 DNN 訓(xùn)練。
進(jìn)一步學(xué)習(xí)
有關(guān)使用 dG 方法和代理模型訓(xùn)練的瞬態(tài)仿真的 GPU 支持的更多信息，請(qǐng)參閱文檔中的 COMSOL Multiphysics 版本說(shuō)明和 COMSOL Multiphysics 參考手冊(cè)。
