软件运行时显示仿真资源的内存不足，如何解决？ #

问题描述 #

在进行仿真计算时，软件有时会弹出“仿真资源的内存不足”的提示，如下图中所示。软件也会在运行过程中因内存超限问题导致仿真中断。为确保仿真能够顺利进行，我应当采取什么样的优化措施来避免这些情况的发生？

可能的原因 #

仿真计算中影响内存占用的因素主要包括三方面：网格剖分内存、仿真运行内存以及数据处理内存：

a 网格剖分过密：导致网格矩阵所需内存超过计算资源配置的内存上限。

b 仿真运行内存开销过大：包含光源多频域采样点过多，以及仿真中使用的色散材料过多等。

c 数据处理量过大：监视器记录及分析组数据处理环节需要存储和处理的数据量过大。

解决方案 #

问题排查 #

SimWorks软件具有 Check Simulation Memory 功能，用户可以在对应知识库中仿真前的内存预览找到对应说明。使用该功能可以查看当前工程的内存占用，如下图中所示：

从上图 Memory Report 可以看到 Mesh Memory 占用达到了22.8GB，超出当前计算资源16GB的内存空间上限。同时 Running Simulation 内存占用也达到了18.9GB，同样超过了可用内存空间。仅 Data Memory 占用较少。

解决方法 #

对于问题 a ，减小网格剖分密度的具体操作如下：

1. 当前如果是 Uniform 网格，推荐首先使用 Auto Nonuniform 网格进行初步仿真，这不仅能够大大减少仿真所需内存和仿真时间，而且能够确定大致的仿真结果和趋势是否正确。

2. 当前如果是 Auto Nonuniform 网格，在不影响计算结果的情况下，可以将 Accuracy Level 设置小一些。建议设置在2~4这个范围内获得精度与速度的平衡。

3. 了解FDTD网格划分原理的高级用户，可以采用 Semi-Auto Nonuniform 或者 Auto Nonuniform 结合局部自定义 Mesh 的方式来进行网格划分。

4. 当您确定 Auto Nonuniform 的初步仿真趋势正确，继续使用 Auto Nonuniform + 局部自定义 Mesh 进行仿真结果优化时，如果依然显示内存不足，最简单直接的办法是选择内存空间足够大的资源进行仿真。

对于问题 b 和 c ，软件默认设置下内存一般占用较低，在不影响所需仿真结果的前提下，可按以下步骤减小内存占用：

1. 光源参数优化：

如果您使用多频点光源的设置，减少宽带光源的多频域采样点数量。该选项默认未勾选，仅在宽带光源非正入射场景下建议启用，启用时建议采用默认采样点数量即可。

2. 材料设置优化：

对于仿真波段内无明显色散特征的材料，使用固定折射率材料进行等效。例如，硅材料在可见光波段可使用相对折射率为3.472来进行等效。如果材料确实具有显著的色散特性，建议优先采用 Auto Nonuniform + VP-EP0方式进行网格细化仿真，以避免因使用过密网格配合VP-EP1细化方式所导致的等效色散材料内存超限问题。

3. 计算精度调整：

将对应仿真求解器的计算精度由双精度改为单精度。

4. 监视器配置优化：

• 在仿真中，尽量使用一维或二维监视器，而不是三维监视器
• 仅记录必要的电磁场分量
• 增大时间采样间隔和空间采样步长
• 缩小记录的波段范围

5. 分析组数据后处理优化：

个别分析组的计算过程中会根据FDTD网格设置产生比较大的矩阵，可能出现内存不足的情况。优先推荐采用 Auto Nonuniform 能够大概率解决该问题，如依然内存不足，建议您联系SimWorks技术支持。

若以上调整对用户的仿真结果有较大影响，最直接的解决方案为扩容计算资源内存。

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仿真前的内存预览