加速仿真
运行 OghmaNano 仿真时,最慢的部分之一并不总是 CPU 计算,而是将数据写入磁盘所花费的时间。 在过去 50 年中,现代处理器和内存的速度显著提升, 但存储性能的发展相对滞后,尤其是与 RAM 速度相比。 因此,在资源密集型仿真中,磁盘 I/O 很容易成为瓶颈。
为何磁盘访问占据仿真时间
从历史上看,磁性硬盘受限于机械运动:读写磁头必须在旋转的磁盘上 实际移动到正确位置,才能读取或写入数据。 这种寻道时间在本质上受制于金属部件的移动速度。
固态硬盘(SSD 以及 M.2/NVMe 驱动器)消除了移动部件, 提供了更快的访问时间,但它们仍然比访问 RAM 慢几个数量级。每当 OghmaNano 写入大量文件—— 例如在参数扫描、拟合或 2D/3D 仿真过程中—— 这些磁盘访问就会累积起来。
一般来说:
- CPU 和 GPU 的算术运算非常快。
- RAM 访问很快。
- 磁盘访问相对较慢,如果配置不当,可能主导运行时间。
选择合适的存储
不同类型的存储具有截然不同的性能特性, 这会显著影响 OghmaNano 的整体速度。
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本地 SSD 或 M.2/NVMe 驱动器
这是 OghmaNano 仿真的首选位置。写入本地 SSD 速度快、延迟低。虽然仍然比 RAM 慢, 但通常已经“足够好”,使磁盘 I/O 不再是主要瓶颈。 -
本地机械硬盘(HDD)
比 SSD 慢,但对于中等工作负载通常仍可接受。 对于大量参数扫描或大型 2D/3D 仿真, 强烈建议使用 SSD。 -
网络驱动器(例如大学服务器上的主目录)
每次读取或写入文件时,数据都必须通过网络传输。 有效带宽和延迟通常远不如本地磁盘。 在创建大量小文件时,这很容易使仿真速度降低一个数量级甚至更多。
简而言之,对于性能关键的工作, 应尽量将仿真文件夹放在本地 SSD 或 NVMe 驱动器上。
云存储与自动同步的文件夹
许多系统现在会自动将用户文件同步到 OneDrive、Dropbox、Google Drive 或机构备份系统等云服务。 这对文档来说很方便,但对仿真工作负载可能是一个严重问题。
当仿真存储在同步文件夹中时:
- OghmaNano 写入的每个文件都可能被加入上传队列。
- 同步客户端可能在文件变化时反复扫描目录。
- 网络延迟和服务器距离会引入额外延时。
结果是,即使在快速硬件上,仿真也会显得“爬行”, 因为每一次文件操作都在与同步进程竞争。
这可能令人困惑,因为许多操作系统将云同步文件夹 呈现得像本地主目录一样。对于 OghmaNano, 通常最佳做法是:
- 为活动仿真选择本地、非同步的目录
(例如
C:\oghma_sims\)。 - 在仿真完成后,将选定结果复制到 主目录或云存储中进行备份。
杀毒软件与后台工具
现代内置工具(如 Windows Defender)通常表现良好, 不会过多干扰仿真工作负载。然而,一些第三方杀毒软件 或安全套件要激进得多:它们可能扫描写入磁盘的每一个文件, 或持续监控目录变化。
由于 OghmaNano 会生成大量小文件,这种扫描可能带来 显著的额外开销。常见症状包括:
- 与 YouTube 演示或基准数据相比,仿真运行速度明显偏慢。
- 即使 CPU 未满载,磁盘活动指示灯也持续繁忙。
如果你注意到这种行为,可以考虑:
- 在 IT 政策允许的情况下,将本地仿真目录排除在 实时杀毒扫描之外。
- 避免安装多个重叠的安全工具。
实用建议
总而言之,磁盘访问是 OghmaNano 仿真中最慢的部分之一, 尤其是在为了方便而非性能进行存储配置的系统上。 以下指南可帮助你充分发挥硬件性能:
- 在本地 SSD 或 NVMe 驱动器上运行仿真。 尽量避免将活动工作放在网络主目录中。
- 避免直接在云同步文件夹中运行仿真, 如 OneDrive 或 Dropbox。请使用本地工作目录。
- 事后复制结果到主目录或云存储中进行 备份和共享,而不是直接在那里仿真。
- 检查杀毒软件设置,如果仿真异常缓慢, 考虑将仿真文件夹排除在实时扫描之外 (需遵循本地政策)。
- 关注磁盘活动。如果 CPU 空闲而磁盘非常繁忙, 那么 I/O 很可能是主要瓶颈。
花几分钟确保仿真从合适的位置运行, 在项目生命周期内往往可以轻松节省数小时的计算时间, 尤其是对于大型参数扫描、2D/3D 漂移-扩散运行, 或计算量很大的光学仿真。