Mehrkern-Nutzung bei SOLIDWORKS

Dieses Thema beschäftigt unsere SOLIDWORKS Support-Experten immer wieder, denn häufig melden sich Anwender und fragen nach, warum ihre – oft teure – Hardware bei SOLIDWORKS nicht ihre volle Leistung ausnutzt. Eine eindeutige Aussage zu treffen, ist in diesen Fällen kaum möglich, da sehr viele unterschiedliche Rahmenbedingungen mit der Performance, die in diesem Zusammenhang häufig zeitgleich genannt wird, auf das Programm einwirken können. In diesem Beitrag möchten wir Ihnen die Arbeitsweise von SOLIDWORKS vorstellen und versuchen zu erklären, warum teilweise nur dieses Vorgehen möglich ist. Der Schwerpunkt dieser Betrachtung liegt bei der Hardware-Komponente Prozessor und CPU.

Grundlagen

Für viele Anwender gilt der Grundsatz “mehr Prozessor-Kerne = mehr Leistung”, was aber einen Trugschluss darstellt. Denn das Gegenteil ist der Fall, da sich die Anzahl der Kerne die Gesamtleistung des Prozessors teilen müssen.

Mehrere Kerne sind in der Lage die anfallenden Aufgaben parallel abzuarbeiten, besonders empfehlenswert ist die Verwendung bei rechenintensiven Arbeiten. Allerdings sollten im CAD-Bereich 4-Kern-Systeme ausreichend sein. Man sollte den Fokus aber immer auf die individuelle Nutzung der Software legen – müssen viele Simulationen, Renderings oder nur einfache Modelle und deren Zeichnungsableitung auf den PCs ausgeführt werden, können mitunter eine höhere Anzahl von Kernen sinnvoll sein.

SOLIDWORKS bietet hier auf deren Homepage sowohl einen Performance-Test als auch einen Benchmark an: https://www.solidworks.de/sw/support/8927_DEU_HTML.htm

Verhalten bei SOLIDWORKS

Die Grundlage von SOLIDWORKS bildet eine parametrische Kernel-Regression. Daraus folgt, dass die erstellten Features in einer linearen zeitlichen Abfolge nacheinander bearbeitet werden. Ein Arbeitsschritt baut auf dem nächsten auf, was verhindert, dass diese Berechnungen parallel stattfinden. Sei es in einem komplexen Einzelteil mit vielen Features oder in einer Baugruppe mit Verknüpfungen. Die zeitliche Abhängigkeit ist vorhanden und somit ist ein paralleles Berechnen nicht möglich. Daher sieht der Taskmanager eines Mehr-Kern-Systems oft so aus, als würde sich der PC langweilen (s. Abbildung 1). Hier ein kleines Beispiel aus der Praxis:

Bei einem PC mit Vierkern-Prozessor (Quad-Core Prozessor) mit aktiviertem Hyper-Threading oder mit zwei Vierkern-Prozessoren kann es vorkommen, dass die Auslastung beim Neuaufbau eines Teils oder einer Baugruppe nur zwischen 13 und 25 % liegt.

Abb. 1: Windows Task-Manager – Auslastung bei 3D-Modellen

Da SOLIDWORKS aber ein CAD-Programm darstellt, welches nicht nur 3D-Modelle und Zeichnungen erzeugen kann, haben die Programmierer und Entwickler der Software einige Bereiche so modifiziert, dass dort die fortschreitenden Technologien der Prozessoren effektiv genutzt werden können. Aktuell werden Berechnungen in den folgenden Abschnitten parallel verarbeitet:

Simulationen – FEM und Flow
Renderings in PhotoView
CAD-Baugruppen (= unterschiedliche Teile warden auf Kerne verteilt)
CAD-Zeichnungsansichten (= mehrere Ansichten verteilen sich auf mehrere Kerne)

Abb. 2: Windows Task-Manager – Auslastung bei Rendering mit PhotoView

Bei SOLIDWORKS wird die Performance des Rechners durch die Taktrate des Prozessors bestimmt. Aus diesem Grund sollten Prozessoren eingesetzt werden, die über eine hohe Taktzahl verfügen, um die täglichen Arbeiten optimal ausführen zu können. Weitere Einflussfaktoren wie Arbeitsspeicher, Grafikkarte und Festplatte müssen individuell nach Ihren Bedürfnissen und Anforderungen betrachtet werden.

Zusammenfassung

Es gibt nicht den einen, optimalen Prozessor, sondern hier muss sich jeder Anwender individuell sein Umfeld, seine Aufgaben und seine Anforderungen genau prüfen, um letztlich die passende Hardware für sich zu finden. Durchaus hilfreich sind Vergleiche im Internet zu suchen und einen Blick in verschiedenen Foren zu werfen, um nach den Erfahrungen von anderen Anwendern zu schauen. Auch bietet SOLIDWORKS keine speziellen Einstellungen, die eine Optimierung bei den Zugriffen auf die Kerne beim Modellieren von 3D-Körpern zulassen.

Weitere Quellen:

Zusammenfassung der Systemanforderungen
https://www.solidworks.com/support/system-requirements

Vergleich und Performance-Tests von verschiedenen Anwendern
https://www.solidworks.com/sw/support/benchmarks.htm

SOLIDWORKS-HILFE-Eintrag zum Benchmark
https://help.solidworks.com/2022/german/SolidWorks/sldworks/t_benchmarking_hardware.htm?verRedirect=1