パソコンの演算速度について

ご教示願います。
インテルFortranで作成した計算プログラムを実行しているのですが演算計算で時間がかかってしまいます。プログラムの組み方等は変更できないので実行するパソコンのスペックを上げてより高速に処理したいと思うのですがおすすめの構成があったら教えていただけないでしょうか？
現在のスペックは以下のとおりです。
OS：Windows 11 Pro
CPU:Intel(R) Core(TM) i7-14700K 3.40 GHz
メモリ：DDR4-3200(32.0 GB)
ハードディスク：SSD 1TB(M.2)

できれば演算が得意なCPU例えばXeonが早いとかそういう事も教えていただければありがたいです。
以上、宜しくお願い申し上げます。

No.1 ベストアンサー 回答者： hnks192059 回答日時： 2025/04/04 18:18

Fortranのような浮動小数点演算が多い科学技術計算系では、以下のCPUが向いています

■Intel Xeon W-2400/3400シリーズ
・コア数が多い（最大56コアなど）
・L3キャッシュが大きい（メモリ帯域も高い）
・AVX-512完全対応でFortran向け計算に最適
・デメリット：高価。ワークステーション向けマザーボードが必要。電力消費が多め。


■上記のデメリットを考慮した場合・・・
Intel Core i9-14900K
・14700Kより高クロック（最大6.0GHz近く）
・Pコア中心にスレッドの割り振りができるようにすれば高速


■計算中に大量のメモリアクセスが発生するタイプのコードならメモリを強化
・DDR5（6000MHz以上）対応マザーボード＋メモリに変更すると体感差あり
・クアッドチャネル（Xeon Wなら可能）構成だとさらに良し




今、もしかしたらできるかもしれないこと
・BIOSで「Efficiencyコア」をオフにしてみる(Eコア無効化) → FortranがPコアで動作するとより安定して速い
・タスクマネージャでプロセスの優先度を「高」に設定
・Intel Fortranのコンパイルオプションの見直し
/O3 最適化
/QxHost（実行CPUに最適な命令セットを使用）

この回答へのお礼

hnks192059 様
BIOSの設定も含め詳しく回答ありがとうございました。
Xeonも含め検討してみます。

お礼日時：2025/04/05 12:23

No.4 回答者： blue_plus 回答日時： 2025/04/04 21:35

Intelの個人向け製品ではCore Ultra 9 285Kが最も新しいモノになりますが、性能では旧式となったCore i9-14900KSに劣る結果になっていますね。

それとは別に、Intelの第13世代/第14世代Core iシリーズはCPUが焼けて壊れるという不具合を緩和する為に2024年8月以降はBIOSに緩和パッチが組み込まれていて、製品リリース時に公表されていた数値を下回る状況になっていますので・・・劇的なスピードUPは見込めないでしょう。

IntelのCPUという条件では、旧式となったCore i9-14900KSでDDR5メモリと共にシステムを構築するのが確実ではありますね。
まぁ、今から入手できるのか＆安定動作するかは別の話ですが。

「計算プログラム」がCPUの1つのコアしか使用しない設計なのでしたら、シングルコア性能が最も高いCPUで演算を行わせるしか手段は無いでしょうね。

マルチコア処理を行うのであれば、PCのBIOS(UEFI)設定においてPコアだけを使う様にしてEコアは一切使わない様に設定を変更すれば若干は改善される可能性はあります。

サーバー向けCPU「第5世代Xeon」は確かにマルチコア環境で優秀ではありますが、Core i9-14900KSで構築する環境よりも遥かに高額なサーバー用マザーボードやECCメモリを揃えて迄用意する程の結果は見出せません。
ついでに言えば、Intelのサーバー向けCPUは全部AMDのEPIC 9655Pに大差を付けられてボロ負けな状況ですのでわざわざ選ぶ価値がありません。

また、メモリもDDR4ではなくDDR5に、ストレージもSSDは仕様をもっと厳選してDRAMを搭載しているTLC NANDタイプのWestern DigitalやCrucialのPCIe4.0やPCIe5.0対応の物を選ぶ方が良いでしょう。
勿論ながら、CPUを含めてそれらを搭載するマザーボードが対応している必要がありますが。

この回答へのお礼

blue_plus様
詳しく回答頂きありがとうございました。
メモリの種類も含め検討してみたいと思います。

お礼日時：2025/04/05 12:30

No.3 回答者： rera1016 回答日時： 2025/04/04 19:35

劇的なスピードアップを望むなら、これ以上は厳しいです。

せいぜい頑張っても2割アップくらいが限界です。

「プログラムの組み方等は変更できない」と言いますが、そもそも根本的なバグを抱えてないかを疑った方がいいです。
今のように潤沢なリソースを使えなかった時代は、ソースコードの最適化や、コンパイルオプションをチューニングして最適化を進めるのが一般的でした。

この回答へのお礼

rera1016様
プログラムについてはこちらで変更ができないので他の方法を模索中です。
回答ありがとうございました。

お礼日時：2025/04/05 12:27

No.2 回答者： hnks192059 回答日時： 2025/04/04 18:24

OSをWindowsからLinuxに変えて実行環境を作ることで10%ぐらい速度が上がることがあります。

また、Pコアのみを使用するような設定もWindows環境より実施し易いです。
もしマルチブート可能な環境なのであればUbuntuなどで試されてもよいかもしれません

この回答へのお礼

hnks192059様
続けての回答ありがとうございました。
Pコアのみ使用も試してみます。

お礼日時：2025/04/05 12:25