エンジニアや科学者向けの最適なLinuxソフトウェアは、コンパイラやテキストエディタだけにとどまりません。このガイドでは、有限要素ソルバーやチップ設計スイートから、分子動力学コードやクラスタスケジューラまで、16の分野にわたる100種類のプロフェッショナルツールを紹介しています。すべてのツールはLinux上で動作し、無料、有料、またはその両方であるかを明記しています。価格は選定基準ではありません。技術分野における機能と、動作するLinux版であるかどうかが基準となりました。
Linux 用の科学計算ソフトウェアを探している場合でも、Linux 用のシミュレーションソフトウェアを探している場合でも、各章を地図のように活用してください。各項目では、ツールの機能、使用者、特徴、開発元、Linux 上での確認事項について説明しています。ベンダーがサポートリストを公開している場合は、該当するディストリビューション名も記載されています。
エンジニアにとって最適なLinuxソフトウェアを選定した方法
リストを作成する際に使用した5つのルール：
- 技術分野のみ。 工学、科学、電子工学、コンピューティング、研究のためのツール。会計、人事、オフィススイートは提供していません。
- Linuxで動作します。 ネイティブビルド、Linux向けのベンダーサポートリスト（ドキュメント付き）、またはローカルインストールが不要なブラウザベースのサービスのいずれか。
- プロフェッショナル用途。 産業界、国立研究所、大学、研究グループで使用されるソフトウェアであり、趣味用のユーティリティではない。
- 価格はフィルターではありません。 無料ツールと有料ツールは、性能に基づいて競合します。各項目には、ライセンスモデルが本文中に明記されています。
- 重複よりも網羅性を重視。 各ドメインにはバランスの取れたセットが割り当てられるため、リストが同じタイプのソルバーを10個も含むようなことにはならない。
参考までに、全100件のうち、71件は無料、26件は有料、3件は無料版と有料版の両方を提供しています。NAMDとORCAのライセンスは、学術目的または非営利目的でのみ無料で使用できます。表には、章ごとの内訳が示されています。
このより一般的な読み方 エンジニアリングのためのLinux アプリケーションに取りかかる前に、以下の記事を読むことをお勧めします。
1. 数値計算と数学
部品のメッシュを作成したり、基板の配線を行ったりする前に、誰かがアイデアを検証するために数行のコードを書きます。数値計算環境は、まさにそのような場面で役立ちます。数値計算環境には、言語、プロットシステム、アルゴリズムライブラリが統合されているため、行列、方程式、測定値を対話的に処理し、スクリプトに変換することができます。
2つの勢力が競合している。商用パッケージは厳選されたツールボックスとサポートを提供し、オープンソースパッケージは透明性とライセンス料無料を売り物としている。Linuxでは、シェル、スケジューラ、クラスタキューによってスクリプトが無人ジョブに変換されるため、状況は有利である。
よくある落とし穴は、ワークステーションとクラスタノード間のバージョンずれです。
私たちの見解： この分野においては、Linuxの代替ソリューションは概してWindows上の他のソリューションと同等の性能を発揮する。
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MATLAB MATLAB は、行列と独自の高水準言語を中心に構築された数値計算環境です。主な機能は、線形代数、最適化、信号および画像処理、統計およびプロット、そして Simulink を介した制御システムのブロック図モデリングおよびコード生成をカバーしています。典型的なユーザーは、制御エンジニア、信号処理スペシャリスト、計測ラボ、およびアルゴリズムを本番コードに移行する前にプロトタイプを作成する研究者です。MATLAB は、機械学習から航空宇宙まで、さまざまな分野のドメイン関数を追加するツールボックスで有名です。Cleve Moler は、1970 年代後半にニューメキシコ大学で、学生が LINPACK および EISPACK ライブラリに簡単にアクセスできるようにするために最初のバージョンを作成し、Jack Little、Moler、および Steve Bangert が 1984 年に MathWorks を設立しました。これは有料の商用ソフトウェアです。リリース R2025b は、Ubuntu 20.04、22.04、24.04、Debian 12 および 13、RHEL 9 9.2 以降で検証されています。データ取得ツールボックスとスプレッドシートリンクはLinuxでは利用できません。 特徴の詳細
Linuxの要件： Ubuntu 20.04、22.04、24.04、Debian 12、13、およびRHEL 9（9.2以降）で動作確認済みです。カーネル4.18以降、glibc 2.28以降を搭載したその他のディストリビューションでも動作する可能性がありますが、サポートは限定的です。RAMは最低8GB、16GBを推奨します。SSDの使用を強く推奨します。今後のリリースでは、AVX2対応プロセッサが必要になります。 数値モデリングのための、Mathcad、OriginPro、あるいはMicrosoft Excelに代わるLinux版ソフトウェア。 |
ウルフラム・マセマティカ Wolfram Mathematicaは、代数、微積分、グラフィックス、データインポート、機械学習機能が共通の構文を持つ記号言語であるWolfram Languageをベースにした技術計算システムです。ユーザーは、コード、数式、グラフ、テキストを組み合わせたノートブックで作業します。物理学者、数学者、エンジニア、定量アナリストは、正確な結果を導き出し、モデルをテストし、インタラクティブなドキュメントを公開するためにこれを使用します。その記号エンジンと、化学、地理、物理学に関する厳選されたデータを含む幅広い組み込み知識で知られています。Stephen Wolframが1988年6月に最初のバージョンをリリースし、それ以来Wolfram Researchが開発を続けています。Mathematicaは有料の商用ソフトウェアで、アカデミックライセンスとサイトライセンスが利用可能です。ネイティブLinux版が存在するため、ノートブックは変換なしでLinuxと他のシステム間でやり取りできます。 特徴の詳細
Linuxの要件： Wolfram 15.0 は、Ubuntu 22.04、24.04、26.04、RHEL 8～10、AlmaLinux 8～10、Debian 11～13、Fedora 43および44、openSUSE Leap 16、SUSE Linux Enterprise Server 15および16 (x86-64) で完全にテストされています。カーネル 4.18 以降および glibc 2.28 以降を搭載したその他のディストリビューションでも動作する可能性が高いですが、より新しいディストリビューションでは追加の互換性ライブラリが必要になる場合があります。ローカルドキュメントを含む約 23 GB のディスク容量 (ドキュメントを含まない場合は 10 GB) と 4 GB 以上の RAM を推奨します。 Linux版Mathcad、あるいはWindows版Mapleの代替となるソフトウェア。 |
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カエデ Mapleは、数式処理、厳密な算術演算、微分方程式、最適化、技術文書作成のためのコンピュータ代数システムおよび数値計算環境です。ワークシートインターフェースは、テキスト、数式、コード、グラフを混在させ、MapleSimというアドオンで物理モデルを構築できます。工学系の学生や教員に広く利用されており、エンジニアは制御法則や運動連鎖などの数式を導出してからコードに変換する際にMapleを活用しています。Mapleは、強力な数式ソルバーと教育ツールで知られています。その研究は1980年にカナダのウォータールー大学で始まり、現在はMaplesoft社が開発・販売しています。有料の商用ソフトウェアであり、ワークステーションとサーバー向けにLinux版が提供されています。 特徴の詳細
Linuxの要件： Linux x64 版 Maple 2026 では、Red Hat Enterprise Linux 8 および 9、SUSE Linux Enterprise Desktop 15 がサポートされており、8 GB の RAM と 10 GB のディスク容量が推奨されています。Maplesoft ライセンスマネージャは Linux 上で LSB 互換性を必要とするため、アクティベーション時にホスト ID エラーが発生した場合は、lsb パッケージをインストールしてください。 Linux版MathcadまたはSMath Studioの代替ソフトウェア。 |
GNU Octave GNU Octave は、GNU General Public License の下でリリースされた、数値計算のための無料のオープンソース言語および環境です。構文は MATLAB に非常に近いため、多くのスクリプトはわずかな変更で実行できます。線形代数、微分方程式、最適化、信号処理、グラフ作成をカバーし、C、C++、Fortran コードを呼び出すことができます。学生、研究者、エンジニアは、共有クラスタノードや教育ラボなど、MATLAB ライセンスが利用できない場所で Octave を使用しています。Octave は、MATLAB と最も互換性の高い無料のオプションとして知られています。John W. Eaton が化学反応器設計コースの補助ソフトウェアとして 1988 年頃に開発を開始し、最初の公開リリースは 1993 年に行われました。GNU プロジェクトであり、Linux はそのホーム プラットフォームの 1 つです。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。Octaveは主要なディストリビューションに同梱されています。 Windows版MATLABやMathcadのLinux版代替ソフトウェア。 |
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Scilab Scilab は、独自のスクリプト言語、行列演算、最適化、信号処理、2D および 3D グラフィックスを備えた、数値計算用の無料のオープンソース プラットフォームです。その Xcos エディタは、動的システムのブロック図を作成します。これは、MATLAB ファミリーの Simulink が担う役割です。制御エンジニア、教師、産業ユーザーは、ライセンス費用が重要な場合や、オープンなコードベースが必要な場合に Scilab を選択します。Scilab は、Xcos とフランスの研究機関が開発したことで知られています。フランス国立情報学研究所 (INRIA) の研究者が 1990 年代に開発しました。Linux、Windows、macOS で動作します。ライブラリカタログが小さいため、大規模な MATLAB プロジェクトを移植する前に、必要なツールボックスが存在することを確認してください。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。主要なディストリビューション向けにパッケージが用意されています。 Windows版MATLABやSimulink、あるいはMathcadのLinux版代替ソフトウェア。 |
SageMath SageMathは、代数、数論、グラフ理論、数値解析など、既存の多くのライブラリを共通のPythonベースのインターフェースでラップした、無料のオープンソース数学システムです。ユーザーはノートブックやスクリプトにコマンドを記述し、それぞれのエンジンを学習することなく、専用のエンジンを呼び出すことができます。数学者、暗号研究者、教師が利用しており、エンジニアはPythonと並行して記号計算が必要な場合に利用しています。Magma、Maple、Mathematica、MATLABに代わる、実行可能なオープンソースの代替となることを目指していることで知られています。このプロジェクトは、2005年にWilliam Steinによって開始されました。SageはLinux上でネイティブに動作し、ディストリビューションパッケージまたはコンテナによって簡単にインストールできます。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に配布要件はありません。配布パッケージ、conda、またはコンテナによるインストールが一般的で、依存関係は多岐にわたります。 Windows上で動作するMapleとMathematicaのLinux版代替ソフト。 |
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ジュリア Juliaは、数値計算および科学計算のための無料のオープンソースプログラミング言語です。LLVMによるジャストインタイムコンパイルにより、ループや配列コードはC言語に近い速度で実行され、構文はMATLABやPythonに近いものとなっています。主な機能には、多重ディスパッチ、パッケージマネージャ、組み込みの並列処理、C、Fortran、Pythonライブラリへの呼び出しなどがあります。研究者は微分方程式、最適化、気候および定量的モデリングにJuliaを使用し、エンジニアは書き換えの必要がない高速プロトタイプにJuliaを使用しています。Juliaは、2言語問題を解決したことで知られています。Jeff Bezanson、Stefan Karpinski、Viral Shah、Alan EdelmanがMITで開発を開始し、2012年に発表、バージョン1.0は2018年8月にリリースされました。公式のLinuxバイナリが提供されています。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。公式のLinuxバイナリがダウンロード可能です。 Windows版MATLABやMathcadのLinux版代替ソフトウェア。 |
R Rは、統計計算とグラフィックスのための無料のオープンソース言語および環境です。データフレーム、線形および非線形モデリング、時系列、仮説検定、クラスタリング、グラフィックスシステムを提供し、CRANに数千もの貢献パッケージが用意されているため、ほぼすべての分野に拡張されています。統計学者、生物学者、社会科学者、エンジニアは、実験の設計、測定値の分析、再現可能なレポートの作成にRを使用しています。Rは、パッケージアーカイブとggplot2グラフィックスパッケージで知られています。Rは、1990年代初頭にオークランド大学でRoss IhakaとRobert GentlemanによってS言語をモデルに作成され、2000年にバージョン1.0でGNUプロジェクトとなりました。Linuxでは、ディストリビューションパッケージからインストールでき、Rscriptは分析を無人で実行するため、クラスタジョブに適しています。 特徴の詳細
Linuxの要件： 基本システムに関する要件はありません。ソースコードからコンパイルするパッケージには、C、C++、またはFortranコンパイラと開発ライブラリが必要です。 Minitab（部分的に）、JMP、またはIBM SPSS StatisticsのLinux版代替ソフトウェア。 |
2. 機械CADおよびCAM
CAD はアイデアをワークショップやソルバーが使用できるジオメトリに変換し、CAM はそのジオメトリをツール パスに変換します。寸法が形状を決定するパラメトリック モデリングと STEP などの交換フォーマットが中心概念です。対話型商用 CAD は Linux の弱点でした。SolidWorks には Linux ビルドがなく、Siemens はそこで対話型 NX を廃止しました。このプラットフォームは 3 つの方法で対応します。オープンソースのモデラーは従来の設計をカバーし、コード駆動ツールは部品をプログラムとして扱い、ブラウザ ベースのサービスはローカル インストールを必要としません。リアルタイム カーネルがフライス盤を直接実行できるため、機械制御は Linux がリードしている分野です。
私たちの見解： この分野ではOnShapeが有望視されているものの、Linux向けの代替ソリューションはまだWindowsソリューションのレベルには達していない。
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FreeCAD FreeCADは、無料のオープンソースのパラメトリック3Dモデラーです。そのワークベンチは、部品設計、スケッチ、アセンブリ、2D製図、アーキテクチャ、有限要素解析、CAMパスなどを網羅しており、ほぼすべての機能はPythonスクリプトでアクセスできます。機械設計者、メーカー、建築家、研究者は、編集可能なモデルを作成したり、STEPファイルやSTLファイルを交換したりするためにこれを使用しています。モジュール式のアーキテクチャと、最も完全な無料のパラメトリックモデラーとして知られています。Jürgen Riegel、Werner Mayer、Yorik van Havreが2002年頃に開発を開始し、バージョン1.0は2024年11月にリリースされました。バージョン1.1は2026年3月25日にリリースされ、その後1.1.1がリリースされました。FreeCADはLinux上でネイティブに動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。OpenGLが動作するグラフィックドライバが必要です。配布パッケージまたはFlatpakからインストールできます。 SolidWorks、Autodesk Inventor、Autodesk FusionのLinux版代替ソフト。 |
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OpenSCAD OpenSCADは、部品を描画する代わりにコードを記述して形状を作成する、無料のオープンソースのソリッドモデラーです。プリミティブ、ブール演算、ループ、変数を使用して形状を生成し、STLなどの形式でエクスポートします。治具、筐体、機械キット、パラメトリック部品ファミリの設計者が使用しており、特に寸法を数値編集で変更する必要があり、設計をバージョン管理する必要がある場合に重宝されます。テキスト優先のアプローチと、共有設計の大規模なコミュニティで知られています。クリフォード・ウルフが2009年頃に開発を開始し、マリウス・キンテルが長年にわたってメンテナンスを行っています。自由曲面サーフェス機能がないため、有機的な形状は他のツールで作成する方が適しています。Linux上でネイティブに動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。主要なディストリビューションで利用可能です。 Linux版のSolidWorksやAutodesk Fusionの代替ソフトで、シンプルなパラメトリック部品の製作に適しています。 |
キャドクエリ CadQueryは、OpenCascadeジオメトリカーネルをベースにした、無料のオープンソースPythonライブラリで、パラメトリックCADに使用できます。モデルは、スケッチ、押し出し、フィレット、ブール演算を連結したスクリプトで、結果はSTEP、STLなどの形式でエクスポートされます。自動化されたワークフロー内でCADを使用したいエンジニアは、部品ファミリの生成、最適化ループの実行、継続的インテグレーションでの設計テストなどにCadQueryを使用します。流暢で読みやすいインターフェースと、設計をコードとして扱うことで知られています。このプロジェクトは2010年代に始まり、活発なコミュニティによって維持されています。Linux環境では、Pythonとパッケージのみが必要です。 特徴の詳細
Linuxの要件： サポート対象のPythonがインストールされていること以外に、特別な要件はありません。 SolidWorksやAutodesk Inventorのマクロやルールインターフェースに代わるLinux向けのソフトウェア。 |
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ソルブスペース SolveSpaceは、2Dスケッチと3Dアセンブリ用の制約ソルバーを備えた、無料のオープンソース・パラメトリックCADプログラムです。押し出し、回転、ブール演算、リンクされた部品、2D図面と3Dフォーマットのエクスポートをサポートしています。機構設計者、製造者、エンジニアは、大型のツールスイートよりも迅速で軽量なツールが適しているキネマティックレイアウトや小型部品に使用しています。そのコンパクトなサイズ、高速な起動、そして信頼性の高い制約ソルバーで知られています。Jonathan Westhues氏が2008年頃に開発・リリースし、以来コミュニティによってメンテナンスされています。Linux上でネイティブに動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。主要なディストリビューション向けにパッケージが用意されています。 Linuxの代替案： 小型機構にはAutodesk Fusion、SolidWorksを使用。 |
BRL-CAD BRL-CADは、構成的ソリッドジオメトリに基づいた無料のオープンソースソリッドモデリングシステムで、コマンド指向のインターフェース、ジオメトリコンバータ、レイトレーサー、および解析ツールを備えています。プリミティブとブール演算を組み合わせることでソリッドをモデル化し、光線や発射体がモデルをどのように通過するかを計算できます。正確なソリッドジオメトリを必要とする防衛研究者、脆弱性アナリスト、およびエンジニアが使用しています。その歴史の長さとレイトレーシングエンジンで知られています。開発は1979年にマイク・ムース氏の指揮の下、米国陸軍弾道研究所で開始され、2004年にオープンソースとして公開されました。Linux上でネイティブに動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。ソースコードからビルドでき、複数のディストリビューションに対応したパッケージが用意されています。 Linuxの代替案： ソリッドモデリング作業には、RhinocerosやSolidWorksが使用される。 |
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オンシェイプ Onshapeは、Webブラウザ上で完全に動作するプロフェッショナルなパラメトリックCADおよびデータ管理システムです。そのため、Linuxマシンにはブラウザ以外に何もインストールする必要はありません。部品、アセンブリ、図面、板金、サーフェス、構成を網羅し、バージョン管理とリアルタイムのマルチユーザー編集機能が組み込まれています。製品設計チーム、スタートアップ企業、学校、分散型エンジニアリンググループなどが利用しています。Onshapeは、初のフルクラウド3D CADシステムとして知られています。2012年にSolidWorksの元リーダー（Jon Hirschtick氏を含む）が会社を設立し、2015年に製品をリリース、2019年にPTCが買収しました。Onshapeはサブスクリプション方式で販売されており、非商用利用向けの無料プランではすべてのドキュメントが公開されます。インターネット接続が必要です。 特徴の詳細
Linuxの要件： 最新のウェブブラウザとインターネット接続のみが必要です。ローカルに何もインストールする必要はありません。 SolidWorks、Autodesk Inventor、PTC CreoのLinux版代替ソフトウェア。 |
LinuxCNC LinuxCNCは、フライス盤、旋盤、ルーター、プラズマカッター、ロボット、その他のモーションシステムをPCから制御する、無料のオープンソースマシンコントローラです。Gコードを解釈し、協調動作を計画し、正確なタイミングを実現するリアルタイムレイヤーを実行し、設定可能なオペレータインターフェースとハードウェア抽象化レイヤーを提供します。ワークショップ、大学、カスタムマシンのメーカーは、独自のコントローラを避けるためにこれを使用しています。リアルタイムカーネルを備えた一般的なPCハードウェア上で動作することで知られています。このプロジェクトは、1990年代に米国国立標準技術研究所で開発されたEnhanced Machine Controllerを起源とし、2011年にLinuxCNCという名前になりました。名前が示すように、Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： マシンを実行するには、リアルタイムカーネル（PREEMPT-RT、RTAI、またはXenomai）が必要です。このプロジェクトでは、PREEMPT-RTカーネルを搭載したDebian 13 TrixieおよびDebian 12 Bookwormベースのインストール可能なISOイメージを提供しています。なお、LinuxCNC 2.9はDebian 9以前のバージョンではサポートされていません。標準カーネルでは、シミュレーションのみで動作します。 Mach3およびMach4のLinux版代替製品。 |
3. 有限要素法とマルチフィジックス：構造物向けLinuxシミュレーションソフトウェア
有限要素解析では、構造物を小さな要素に分割し、得られたメッシュ上で平衡方程式を解くことで、実際に構造物を建設する前に、応力、変形、振動、熱流、破壊などを予測します。ソルバーはそれぞれ得意分野が異なり、低速で滑らかな荷重には陰解法、衝突や衝撃には陽解法、連成効果にはマルチフィジックスツールが用いられます。
Linuxシミュレーションソフトウェアは、大規模モデルには多数のコア、スケジューラ、バッチワークフローが必要となるため、この分野のハイエンド分野で圧倒的なシェアを誇っています。商用ベンダーは特定のディストリビューションとマイナーリリースを認証していますが、オープンソースのソルバーはほぼあらゆる環境でビルド可能です。準備にはWindowsワークステーション、ソルブ実行にはLinuxノードを使用する構成が一般的です。
私たちの見解： この分野においては、Linuxの代替ソリューションはWindows上の他のソリューションと同等、あるいはそれ以上の性能を発揮する！
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Ansys Mechanical Ansys Mechanical は、Ansys シミュレーション スイートの構造解析ファミリーであり、Mechanical APDL コマンド駆動ソルバーと Workbench グラフィカル インターフェイスを通じて提供されます。静的、モーダル、調和、過渡、熱、接触、非線形解析をカバーし、最適化やその他の物理法則と連携しています。航空宇宙、自動車、エネルギー、エレクトロニクス分野の設計エンジニアやアナリストが使用しており、大規模モデルはクラスタ上で実行されます。長い歴史と要素ライブラリの広さで知られています。John Swanson が 1970 年に Swanson Analysis Systems を設立し、後に Ansys となりました。有料の商用ソフトウェアです。リリース 2026 R1 は、RHEL 8.8、8.10、9.4、9.6、SLES 15 SP5 ～ SP7、Ubuntu 22.04 および 24.04、Rocky Linux 8.10、9.4、9.6 でサポートされています。 特徴の詳細
Linuxの要件： リリース2026 R1では、RHEL 8.8、8.10、9.4、9.6、SLES 15 SP5～SP7、Ubuntu 22.04、24.04、およびRocky Linux 8.10、9.4、9.6がサポートされています。すべての製品がすべてのLinuxプラットフォームで利用できるわけではありません。 SolidWorks SimulationやAutodesk Inventor NastranのLinux版代替ソフトウェア。 |
Abaqus Abaqusは、ダッソー・システムズSIMULIAが提供する有限要素解析スイートで、陰解法解析用のAbaqus/Standardと、高速かつ高度な非線形事象解析用のAbaqus/Explicitがあります。接触、大変形、塑性、ゴム、複合材料を扱い、構造、熱、その他の効果を連成させます。自動車、航空宇宙、生物医学、材料工学のエンジニアは、衝突、成形、シール、破壊の問題にAbaqusを使用しています。信頼性の高い非線形収束性と、材料挙動を拡張するユーザーサブルーチンで知られています。1978年にDavid Hibbitt、Bengt Karlsson、Paul Sorensenによって設立され、2005年にダッソー・システムズに買収されました。Abaqusは有料の商用ソフトウェアです。ライプニッツ・スーパーコンピューティング・センターは、Slurm上でLinuxクラスタにAbaqus 2026をインストールして運用しています。 特徴の詳細
Linuxの要件： ベンダーはリリースごとにプラットフォームマトリックスを公開しています。ライプニッツ・スーパーコンピューティングセンターでは、2026年版はSLES 15 SP4以降のバージョンで動作します。 SolidWorks SimulationやAutodesk Inventor NastranのLinux版代替ソフトウェア。 |
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COMSOL Multiphysics COMSOL Multiphysicsは、熱、構造、流体、電磁気、音響、化学輸送など、物理現象を1つのモデル内で結合するように設計された有限要素環境です。モデルビルダー、アプリケーションビルダー、および特定の分野向けのアドオンモジュールが作業をガイドし、モデルをアプリケーションに変換できます。研究者、製品開発者、教育者が、特に複数の物理現象が相互作用する分野で利用しています。方程式ベースの柔軟性と結合の容易さで知られています。COMSOLは1986年にストックホルムで設立され、当初はFemlabとして始まり、2005年に現在の名称になりました。有料の商用ソフトウェアです。COMSOLはUbuntu、Debian、RHELの保守されたLTSリリースをサポートしており、初期LTS期間を過ぎたディストリビューションのサポートは提供していません。 特徴の詳細
Linuxの要件： Ubuntu、Debian、RHELのLTSリリースを維持管理しています。初期LTS期間を過ぎたディストリビューションについては、サポート期間の延長は行いません。 SolidWorks SimulationやAutodesk CFDのLinux版代替ソフトウェア。 |
シムセンター・ナストラン Simcenter Nastranは、Nastranファミリーに属するシーメンス社のソルバーです。線形および非線形静力学、動力学、音響、回転力学、空力弾性、熱解析、最適化を扱い、スタンドアロンまたはSimcenter 3D内で動作します。航空宇宙、自動車、電子機器、重機のエンジニアは、大規模な構造モデルにこれを使用します。Nastranは、1960年代にNASAが支援した航空宇宙機の構造解析に関する研究に起源を持ち、その後、複数の企業が商用版を開発しました。シーメンス版はNX Nastranの流れを汲んでいます。これは有料の商用ソフトウェアです。Nastran系統はWindowsとLinuxで動作するため、ワークステーションでモデルを準備しながら、計算サーバーでバッチ処理を実行するのに適しています。 特徴の詳細
Linuxの要件： スタンドアロンソルバーのシーメンス公式プラットフォーム一覧は見つかりませんでした。NastranはWindowsとLinuxで動作し、シーメンスはリリースごとに正確な配布リストを顧客に提供しているため、インストール前にご使用のバージョンに対応するマトリックスを請求してください。 Autodesk Inventor NastranおよびSolidWorks SimulationのLinux版代替ソフトウェア。 |
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LS-DYNA LS-DYNA は、強力な陽解法ソルバーと陰解法ソルバーを備えた汎用過渡有限要素コードです。衝突安全性、金属成形、衝撃、爆発、落下試験、地震応答を、多数の材料モデルと接触モデルを使用してシミュレートします。自動車衝突チーム、航空宇宙エンジニア、防衛アナリスト、研究者が使用しており、クラスタノード全体に拡張可能です。車両全体の衝突シミュレーションで知られています。ジョン・ハルクイストは、1976 年にローレンス・リバモア国立研究所で DYNA3D の開発を開始し、1987 年にリバモア・ソフトウェア・テクノロジー社を設立し、2019 年に Ansys が同社を買収しました。LS-DYNA は有料の商用ソフトウェアです。Linux では、ソルバーは共有モードと分散モードで実行されます。Ansys スタッフによると、リリース 2022 R2 では Linux の Workbench インターフェイスが完全にはサポートされていないため、チームはコマンドラインから入力ファイルを実行することが多いとのことです。 特徴の詳細
Linuxの要件： Ansysは、ソルバーがRHEL 9.4でサポートされていると述べています。2023年にAnsysの従業員は、Rocky Linuxはサポートされていないと述べていました。最新のAnsysプラットフォームマトリックスをご確認ください。 Windows版Abaqus ExplicitおよびAltair RadiossのLinux版代替ソフトウェア。 |
コードアスター Code_Asterは、フランスの電力会社EDFがGPLライセンスで公開している、構造解析および熱機械解析用の無料のオープンソース有限要素ソルバーです。非線形力学、疲労、破壊、接触、動力学、および熱機械連成問題をカバーし、すべての解析をスクリプト化するコマンド言語を備えています。原子力、土木、機械工学のエンジニアが、多くの場合Salome-Mecaプラットフォームを介して利用しています。非常に幅広い物理現象をカバーし、原子力発電所の研究において長年の実績があることで知られています。EDFは1989年に開発を開始し、2001年にオープンソースとして公開しました。学習曲線は急峻で、ドキュメントの一部はフランス語です。Linux上で動作し、インストールにはディストリビューションやコンテナが一般的に使用されます。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。Salome-Mecaの配送およびコンテナが一般的な方法です。 Linux版Abaqus、またはWindows版Ansys Mechanicalの代替ソフトウェア。 |
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カルキュリックス CalculiXは、CCXと呼ばれるソルバーと、CGXと呼ばれるグラフィカルなプリプロセッサおよびポストプロセッサを備えた、無料のオープンソース有限要素プログラムです。ソルバーはAbaqusに近い入力フォーマットを読み込み、線形および非線形の静力学、動力学、熱伝達、接触、および一部の連成解析を扱います。学生、小規模エンジニアリング会社、研究者は、ライセンス費用をかけずに小規模から中規模のモデルにこのプログラムを使用しています。Abaqusに似た構文で知られており、Abaqusのユーザーにとっての敷居が低くなっています。ソルバーはGuido Dhondt氏、プリプロセッサはKlaus Wittig氏によって1990年代後半から開発されました。多くのユーザーは、メッシュ生成にGmshまたはSALOMEと組み合わせて使用しています。Linuxでは、ディストリビューションパッケージとソースビルドの両方で利用可能です。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。パッケージは主要なディストリビューションに含まれています。 Linux版のSolidWorks Simulation、Autodesk Inventor Nastran、またはWindows版Abaqusの代替ソフトウェア。 |
エルマーFEM Elmerは、フィンランド科学情報技術センター（CSC）が提供する、無料のオープンソース多物理有限要素パッケージです。熱伝達、流体流れ、構造力学、電磁気学、音響学など、幅広い分野のソルバーを備え、MPIを介して並列処理でこれらのソルバーを1回の実行で結合します。特殊な物理結合を必要とする研究者やエンジニア、あるいはユーザーコードでソルバーを修正したい研究者やエンジニアがElmerを利用しています。Elmerは、結合の柔軟性と、氷河やマイクロシステムの研究における利用で知られています。開発は1995年にフィンランドの大学、研究機関、企業との共同で開始され、CSCは2005年にオープンソースとしてコードを公開しました。ElmerはLinux上で動作し、ElmerGUIがグラフィカルなフロントエンドを提供します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。並列処理にはMPIライブラリが必要です。 Linux版COMSOL Multiphysics、およびWindows版Ansys Workbenchの代替ソフトウェア。 |
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FEniCSx FEniCSxは、有限要素法を用いて偏微分方程式を解くための無料のオープンソースプラットフォームです。ユーザーは問題の変分形式をPythonで記述し、システムが効率的な低レベルコードを生成、アセンブル、並列処理で解きます。コアライブラリとしてDOLFINxが使用されています。応用数学、力学、地球物理学の研究者は、新しいモデルや離散化にFEniCSxを利用しています。FEniCSxは、方程式を数学的な形式に近い形で記述できることで知られています。FEniCSプロジェクトは、2003年にシカゴ大学とチャルマース工科大学での研究から始まり、FEniCSxはその新世代版です。主にLinux上で開発されており、conda、Docker、またはディストリビューションパッケージを介してインストールできます。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。conda、Docker、または配布パッケージを使用してインストールできます。並列実行にはMPIを使用します。 COMSOL Multiphysics、MATLAB PDE ToolboxのLinux版代替ソフトウェア。 |
4. メッシュ生成、可視化、および後処理
ソルバーは数値しか認識しません。メッシュツールは、計算可能なセルとしてジオメトリを記述し、可視化ツールは、生成されたファイルをエンジニアが判断できる画像に変換します。この2つのツールはツールリストで注目されることはめったにありませんが、不適切なメッシュや誤ったプロットは、不適切なソルバーよりも多くの誤った結論を引き起こします。主な特徴はデータ量であり、過渡的なCFD実行ではテラバイト規模のデータが生成される可能性があります。Linuxはリモートワークを強みとして追加します。ビューアはクライアント/サーバーモードで実行でき、クラスタノードでレンダリングできます。また、バッチスクリプトは、ディスプレイを接続せずに一晩で図を生成できます。
私たちの見解： この分野では、Linuxの代替手段は、GUI（またはGUIなし）に慣れるか、結果を他のソリューションに再注入/処理する限り、技術的にはWindows上の他のソリューションと同等かそれ以上の性能を発揮します。
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Gmsh Gmshは、CADエンジン、スクリプト可能なジオメトリ言語、PythonおよびC++インターフェース、ポストプロセッサを内蔵した、無料のオープンソースメッシュジェネレータです。要素密度を制御するサイズフィールドを備えた1次元、2次元、3次元の有限要素メッシュを作成し、多くのソルバーに対応したフォーマットで出力します。エンジニアや研究者は、CalculiX、Elmer、FEniCSxなどのソルバーのバックエンドで、また自動化されたパイプラインのコマンドラインメッシュ生成ツールとしてGmshを使用しています。メッシュ生成アルゴリズムの品質の高さと、軽量でスクリプト化しやすいことで知られています。Christophe GeuzaineとJean-François Remacleによって開発され、1996年に最初のバージョンがリリースされました。GPLライセンスでリリースされており、Linux上でネイティブに動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。グラフィカルモードにはOpenGLが必要です。 Altair HyperMesh、Ansys Meshing、またはPointwiseのLinux版代替ソフトウェア。 |
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サロメ SALOMEは、数値シミュレーションの前処理および後処理のための無料のオープンソースプラットフォームです。そのモジュールは、ジオメトリの作成と修復、メッシュ生成、可視化、ソルバーとの連携を網羅しており、Pythonコンソールで処理全体をスクリプト化できます。Code_Aster、Code_Saturne、またはその他のオープンソルバーを使用するエンジニアはSALOMEを使用し、Salome-MecaディストリビューションにはCode_Asterが同梱されています。OPEN CASCADEジオメトリカーネルと統合されたスタディワークフローを組み合わせたことで知られています。CEA、EDF、およびOPEN CASCADEが2000年頃から開発を開始しました。LGPLライセンスでリリースされており、Linuxが主なプラットフォームです。 特徴の詳細
Linuxの要件： このプロジェクトでは、Debian、CentOS、Fedora、Ubuntu LTSなどの特定のディストリビューション向けのバイナリを9.xダウンロードで公開しています。また、glibcの最小要件を満たす汎用Linuxバイナリも提供しています。バイナリはRHELなどの他のディストリビューションでも動作する可能性がありますが、保証はされていません。最新のリストについては、ダウンロードページをご確認ください。 Ansys SpaceClaim、Altair HyperMes、Siemens FemapのLinux版代替ソフトウェア。 |
ParaView ParaViewは、大規模な科学データセットを可視化するための無料のオープンソースアプリケーションです。VTKライブラリをベースに構築されており、スライス、等高線、流線、ボリュームレンダリング、アニメーション、Pythonスクリプトインターフェースを提供します。クライアント/サーバーモードにより、重い処理はクラスタノードで行われ、ユーザーはラップトップで作業できます。シミュレーションエンジニア、物理学者、気候科学者が結果を検証するために使用しており、OpenFOAMケースの一般的なビューアとなっています。単一のマシンでは処理しきれないほど大きなデータセットを処理できることで知られています。Kitwareがロスアラモス国立研究所と米国エネルギー省の資金提供を受けて開発し、最初のリリースは2002年に行われました。Linux上でネイティブに動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 必須条件はありません。ヘッドレスサーバーはオフスクリーンレンダリングビルドを使用します。 Tecplot 360、Ansys CFD-Post、またはAltair HyperViewのLinux版代替ソフトウェア。 |
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訪問 VisItは、無料のオープンソース並列可視化・解析ツールです。プロット、スライス、クエリ、式、スクリプト機能を提供し、分散システム上で非常に大規模なメッシュベースのデータを処理できるように設計されています。国立研究所や大学の物理学者、エンジニア、計算科学者は、ノートパソコンでは処理できない結果を解析するためにVisItを使用しています。米国エネルギー省の先進シミュレーション・コンピューティングプログラムに端を発していることで知られています。ローレンス・リバモア国立研究所が2000年頃にこのプロジェクトを開始しました。通常、Linuxをプラットフォームとしてクラスタ上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。通常はクラスター上のプロジェクトバイナリからインストールされます。 Tecplot 360またはEnSightのLinux版代替ソフト。 |
Tecplot 360 Tecplot 360は、CFDおよびテストデータ用の商用プロットおよび可視化パッケージです。XY、2D、3Dプロット、等高線、流線、アニメーション、マクロ言語を提供し、PythonインターフェースであるPyTecplotはレポート作成を自動化します。航空宇宙、ターボ機械、自動車のエンジニアは、レポート品質の図の作成や、シミュレーションと測定値の比較にTecplot 360を使用しています。専用のCFDワークフローとSZLファイル形式で知られています。Tecplot, Inc.は1980年代からTecplot 360を開発しています。Tecplot 360は有料ソフトウェアです。ベンダーは、Linux上でRHEL 8および9、Rocky Linux 8および9、Ubuntu 22.04および24.04 LTS、SUSE Linux Enterprise Desktop 15に対応しているとしています。 特徴の詳細
Linuxの要件： RHEL 8 および 9、Rocky Linux 8 および 9、Ubuntu 22.04 および 24.04 LTS、SUSE Linux Enterprise Desktop 15。 Ansys CFD-PostおよびOriginProのLinux版代替ソフト。 |
5. 計算流体力学
計算流体力学（CFD）は、流体運動方程式（通常はナビエ・ストークス方程式）をメッシュ上で解き、流れ、圧力、熱伝達、化学反応を予測します。航空機、エンジン、建物、船舶、ポンプなど、あらゆるものがCFDに依存しています。乱流モデリング、メッシュ品質、境界条件によって、結果の信頼性が決まります。CFDはクラスタ時間を最も多く消費する分野の一つであるため、他の分野よりもLinuxへの依存度が高くなっています。商用ソルバーは認定された配布リストを公開し、クラスタランチャーを同梱しており、OpenFOAMなどのオープンソースコードはまずLinux上で開発されます。MPIライブラリとコンパイラは、ソルバーの要求に合わせて選択する必要があります。
私たちの見解： この分野では、Linuxの代替ソリューションがWindows上の他のソリューションを凌駕することがよくあります！
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Ansys Fluent Ansys Fluentは、汎用的な商用CFDソルバーです。非圧縮性および圧縮性の流れ、乱流、熱伝達、燃焼、多相流など、多くのモデルを扱い、Fluent Meshingなどのメッシュ生成ツールも含まれています。航空宇宙、自動車、エネルギー、プロセス、エレクトロニクス業界のエンジニアが、設計検討やトラブルシューティングに利用しています。幅広い物理モデルと大規模なユーザーベースで知られています。Fluent Inc.は1983年に米国で設立され、2006年にAnsysが買収しました。Fluentは有料の商用ソフトウェアです。Linuxでは、大規模なジョブは一般的にクラスタ上で実行され、Ansys 2026 R1 Linuxガイドでは、Fluent MeshingがWorkbenchコンポーネントの一つとして挙げられています。 特徴の詳細
Linuxの要件： Ansys 2026 R1と同じプラットフォームリスト：Ansysが命名したRHEL、SLES 15、Ubuntu LTS、およびRocky Linuxリリース。 SOLIDWORKS Flow Simulation、Autodesk CFD の Linux 版代替ソフトウェア。 |
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Simcenter STAR-CCM+ Simcenter STAR-CCM+ は、ジオメトリ、メッシュ生成、解析、後処理を 1 つのクライアントに統合した、シーメンス製のマルチフィジックス CFD コードです。流れ、熱伝達、多相流、燃焼、流体構造連成をカバーし、モデルのさまざまなバリエーションをスクリプト化する設計探索ツールを提供します。自動車、航空宇宙、海洋、エネルギー分野のエンジニアが使用しています。自動多面体メッシュ生成と単一環境ワークフローで知られています。CD-adapco は 2004 年に STAR-CCM+ を発表し、シーメンスは 2016 年に CD-adapco を買収しました。有料の商用ソフトウェアです。2021.1 リリース以降、Linux ベースの CAD クライアントが NX および Simcenter 3D と連携し、NX は Linux 上でバッチモードで実行されます。 特徴の詳細
Linuxの要件： シーメンスは、リリースごとにサポート対象ディストリビューションを公開しています。リリース2021.1のファクトシートには、RHEL、CentOS、SLES、openSUSE Leapが記載されており、このリストはリリースごとに変更されます。CFD-Onlineのユーザーによると、Rocky Linuxは公式にサポートされているとのことです。Viewerには、glibc 2.17以降とxkbcommonライブラリが必要です。 SOLIDWORKS Flow SimulationおよびAutodesk CFDのLinux版代替ソフトウェア。 |
OpenFOAM OpenFOAMは、主にCFD（計算流体力学）のためのC++ソルバーとユーティリティのフリーでオープンソースのツールボックスです。ケースはテキストファイルのフォルダであり、スタディはスクリプト化され、バージョン管理され、クラスタ上で無人で実行されます。ソルバーは、非圧縮性および圧縮性の流れ、乱流、多相流、燃焼、熱伝達をカバーしており、ユーザーはC++で新しいソルバーを作成することもできます。ライセンスサーバーや固定インターフェースが邪魔になるような場合に、研究者、コンサルタント、エンジニアがOpenFOAMを使用します。柔軟性が高く、コアあたりのライセンス費用がかからないことで知られています。1990年代にインペリアル・カレッジ・ロンドンでの研究から発展し、2004年にオープンソース化されました。OpenFOAM FoundationとESIの2つの主要なディストリビューションが存在します。統合GUIはなく、Linux上でネイティブに動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。ソースコードビルドにはC++コンパイラ、並列実行にはMPIライブラリが必要です。Ubuntu、Debian、およびRPMベースのシステム向けにパッケージリポジトリが用意されています。 Windows版SOLIDWORKS Flow Simulation、Autodesk CFD、Ansys FluentのLinux版代替ソフトウェア。 |
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SU2 SU2は、非構造メッシュ上でのマルチフィジックスシミュレーションと設計最適化のための、無料のオープンソーススイートです。圧縮性流体と非圧縮性流体の両方を解析でき、1回の追加解析で多数の設計変数に関する勾配を算出できる随伴法に基づく形状最適化で知られています。空力設計者、研究者、学生が利用しています。スタンフォード大学航空宇宙設計研究所（Juan Alonso氏が率いる）が2012年にリリースし、現在はコミュニティによって開発が進められています。C++で記述され、Pythonドライバを備え、Linuxワークステーションおよびクラスタ上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。ビルドにはC++コンパイラ、Python、およびMPIライブラリが必要です。 Windows版Ansys FluentやAutodesk CFDのLinux版代替ソフトウェア。 |
コード_サターン Code_Saturneは、EDFが開発した非圧縮性および弱圧縮性流体向けの無料オープンソースCFDソルバーです。乱流モデル、熱伝達、燃焼、大気流、粒子追跡などの機能を備え、多数のコアにも対応可能です。原子力およびエネルギー分野のエンジニアはプラントやコンポーネントの研究に、研究グループは乱流モデリングの検証に利用しています。長年にわたりメンテナンスされてきた産業用コードがオープンソースとして公開されていることで知られています。EDFは1997年に開発を開始し、2007年にGPLライセンスでソースコードを公開しました。ジオメトリとメッシュ生成にはSALOMEを使用し、Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。ビルドにはコンパイラとMPIライブラリが必要です。 Windows版Ansys FluentおよびSOLIDWORKS Flow SimulationのLinux版代替ソフトウェア。 |
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コンバージ CONVERGEは、実行中に計算グリッドを構築および改良する自律メッシュ生成機能で知られる商用CFDソルバーです。そのため、ユーザーはメッシュを描画する必要がありません。最も得意とする分野は、詳細な化学反応と移動境界を持つ内燃機関で、反応流、ターボ機械、後処理も処理できます。エンジン開発者、燃料研究者、自動車部品サプライヤーが利用しています。開発元は、ウィスコンシン州マディソンに拠点を置くConvergent Scienceです。CONVERGEは有料の商用ソフトウェアです。ベンダーは、HPC-X、Intel MPI、MPICH、またはOpen MPIを使用したLinuxへのインストール方法を文書化しており、RHELやUbuntuなどのLinuxディストリビューションをリストしています。CONVERGE 5は、Linux上でglibc 2.28以降が必要です。 特徴の詳細
Linuxの要件： CONVERGE 5 には glibc 2.28 以降が必要です。以前のガイドでは、RHEL、CentOS、SLED、Ubuntu が挙げられていました。MPI の選択肢は、HPC-X、Intel MPI、MPICH、または Open MPI です。 Windows版Ansys ForteやGT-SUITEのLinux版代替ソフトウェア。 |
フロー3D FLOW-3Dは、自由表面流れに特化した商用CFDパッケージで、鋳造、油圧、コーティング、積層造形などのモデルを備えています。体積流体法を用いて移動する液面を追跡し、凝固、表面張力、流体構造モデルを提供します。鋳造技術者、油圧技術者、プロセス開発者などが利用しています。充填や飛沫問題における精度の高さで知られています。この手法はCW Hirt氏の研究に遡り、ニューメキシコ州サンタフェのFlow Science社が1985年にFLOW-3Dの最初のバージョンをリリースしました。有料の商用ソフトウェアです。ベンダーはWindows版とLinux版を提供しており、LinuxのサポートドキュメントはRHELとSUSEに対応しています。 特徴の詳細
Linuxの要件： 古いベンダーのドキュメントでは、RHEL 6以降およびSUSE Linux Enterprise 12以降がサポート対象とされており、その他のディストリビューションはサポート対象外とされています。MesaベースのOpenGLレンダラーは推奨されません。最新のプラットフォームページをご確認ください。 SOLIDWORKS Flow SimulationやAutodesk CFDのLinux版代替ソフトウェア。 |
6. 電磁気学、高周波、フォトニクス
電磁シミュレーションは、アンテナ、ケーブル、回路基板、導波管、光学部品を電磁場がどのように伝搬するかを計算します。手法は、周波数領域有限要素法、時間領域有限差分法、積分方程式の3つのグループに分類されます。それぞれ、共振構造、広帯域パルス、非常に大きな放射物体など、異なる問題に適しています。フォトニクスは、ナノスケールの特徴と可視波長を追加します。Linuxは、一部のツールでは完全なワークステーションとして、他のツールでは純粋なソルバープラットフォームとして、2つの役割を果たします。いくつかの商用スイートはLinux上で例外処理を行っており、WindowsフロントエンドからLinuxサーバーにジョブをディスパッチする構成も有効です。計画を立てる前に、各ベンダーの注記をお読みください。
私たちの見解： この分野においては、Linuxの代替ソリューションはWindows上の他のソリューションと同等の性能を発揮できる。
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Ansys HFSS Ansys HFSS（High Frequency Structure Simulator）は、有限要素法に基づく3D全波電磁界ソルバーです。アンテナ、フィルタ、コネクタ、パッケージ、プリント基板、高速相互接続のSパラメータ、電界、放射を計算します。RF、マイクロ波、信号完全性エンジニアが、携帯電話アンテナからレーダーまで幅広く利用しています。複雑な3D構造における精度の高さで知られています。AnsoftがHFSSを最初にリリースしたのは1990年頃で、Ansysは2008年にAnsoftを買収しました。HFSSは有料の商用ソフトウェアです。Ansys Electromagnetics Suiteの大部分は、サポートされているLinuxプラットフォームで動作します。Twin Builder、Simplorer設計タイプ、HFSS Antenna Toolkit拡張機能など、一部の機能はLinuxでは利用できません。 特徴の詳細
Linuxの要件： AnsysがサポートするLinuxプラットフォームの一覧を示していますが、Twin Builder、Simplorer、HFSS Antenna Toolkit拡張機能など、Linuxでは利用できないアプリケーションがいくつかあります。ライプニッツ・スーパーコンピューティング・センターでは、Intel MPIがサポートされています。 CST Studio Suite、Altair Feko、Keysight EMProのLinux版代替ソフトウェア。 |
CSTスタジオスイート CST Studio Suiteは、アンテナ、マイクロ波コンポーネント、EMCおよびEMI、低周波デバイス、荷電粒子システム向けの電磁界ソルバーのコレクションです。時間領域、周波数領域、積分方程式、漸近ソルバーは単一のモデリング環境を共有し、高性能コンピューティングオプションによりシミュレーションを複数のマシンに分散させることができます。アンテナ設計者、自動車および航空宇宙のEMCエンジニア、加速器物理学者が利用しています。有限積分法と時間領域ソルバーで知られています。Computer Simulation Technologyは1992年にドイツで設立され、2016年にダッソー・システムズに買収されました。CSTは有料の商用ソフトウェアです。LinuxサポートはSUSE Linux Enterprise 15などのエンタープライズディストリビューションを対象としていますが、すべてのCADインポートがLinuxで動作するわけではありません。WindowsフロントエンドからLinuxソルバーサーバーを制御できます。 特徴の詳細
Linuxの要件： ベンダー一覧には、SUSE Linux Enterprise 15.x（64ビット版のみ）が記載されています。すべてのCADインポートがLinux上で動作するわけではありません。WindowsフロントエンドからLinuxソルバーサーバーを制御できます。 Keysight EMPro、Sonnet Suites、AWR Microwave OfficeのLinux版代替ソフトウェア。 |
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Ansys Lumerical Ansys Lumericalは、フォトニックシミュレーションツールのファミリーです。FDTDとRCWAはナノフォトニック構造のMaxwell方程式を解き、MODEは導波路とモードソルビングを扱い、CHARGEとHEATはキャリアと熱を扱い、INTERCONNECTはフォトニック回路をシミュレートします。フォトニックエンジニア、センサー設計者、メタサーフェス研究者は、集積光学、イメージセンサー、レーザーにこれを使用します。オリジナル製品であるFDTD Solutionsと、独自の言語およびPythonによるスクリプト作成で知られています。Lumerical Solutionsは2003年にカナダのバンクーバーで設立され、2020年にAnsysに買収されました。有料の商用ソフトウェアです。Linuxでは、Open MPIまたはIntel MPIでグラフィカルツールとバッチエンジンの両方が動作し、リリース2025 R1ではRocky Linux 8以降とRHEL 9以降がリストされています。 特徴の詳細
Linuxの要件： リリース2025 R1は、Rocky Linux 8以降およびRHEL 9以降をサポートしています。デフォルトのインストールにはroot権限が必要です。グラフィカルセッションのないシステムでは、シミュレーションファイルは実行されますが、スクリプトファイルは実行されません。 Synopsys RSoftおよびOptiwave OptiFDTDのLinux版代替ソフト。 |
openEMS openEMSは、等価回路定式化を用いた有限差分時間領域法を採用した、無料のオープンソース電磁界ソルバーです。モデルはOctave、MATLAB、またはPythonスクリプトで定義されるため、パラメータスイープや最適化を容易に自動化できます。RFおよびマイクロ波エンジニアは、アンテナ、マイクロストリップ線路、フィルタ、EMC解析などに使用し、研究者は手法の検証に使用しています。商用電磁界ソルバーに代わるスクリプト可能なツールとして知られています。2010年頃、デュイスブルク＝エッセン大学でThorsten Liebig氏によって開発が開始されました。洗練されたGUIは備えておらず、Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。ソースコードからビルドする場合は、コンパイラとHDF5やVTKなどのライブラリが必要です。 CST Studio Suite、Sonnet Suites、Keysight EMProのLinux版代替ソフトウェア。 |
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ミープ Meepは、電磁シミュレーション、特にフォトニクス向けの無料のオープンソースFDTDパッケージです。その名前はMIT Electromagnetic Equation Propagationの略です。分散性および非線形材料をモデル化し、透過率、共振モード、バンド構造を計算し、MPIと並列で動作します。フォトニック結晶、導波路、共振器、メタマテリアルの研究者が、PythonまたはSchemeスクリプトからMeepを使用しています。スクリプト化が可能であることと、随伴最適化をサポートしていることで知られています。MITのSteven G. Johnsonの研究グループによって開発され、最初のリリースは2000年代に行われました。Linux上でネイティブに動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。配布パッケージ、conda、またはソースからインストールできます。 Lumerical FDTD、Optiwave OptiFDTD、またはSynopsys RSoftのLinux版代替ソフトウェア。 |
GNUラジオ GNU Radioは、C++またはPythonで記述された信号処理ブロックからソフトウェア無線システムを構築するための、無料のオープンソースツールキットです。ブロックはフィルタ、変調、同期、符号化を網羅しており、グラフィカルエディタであるGNU Radio Companionがそれらをフローグラフに接続します。無線エンジニア、学生、研究者は、USRPデバイスなどのハードウェアや記録された信号と組み合わせて、通信リンク、スペクトル監視、レーダープロトタイプなどに利用しています。無線システムの教育やプロトタイプ開発における役割で知られています。1990年代後半にEric Blossomによって開発が開始され、2001年にGNUプロジェクトとなりました。主にLinux向けに開発されています。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。無線機器にはドライバパッケージが必要です。 受信用途におけるSDR#やHDSDRのLinux版代替ソフトウェア、あるいはプロトタイプ作成用途におけるLabVIEWとしても利用可能。 |
7. PCBおよび回路設計：電子機器向けLinux CADおよびEDAソフトウェア
基板レベルの電子設計自動化は、回路図の作成、部品ライブラリ、レイアウト、設計ルールチェック、および製造業者が必要とするファイルの作成を網羅しています。回路シミュレーションはこれに隣接しており、プロトタイプが作成される前に電圧と電流を予測します。この章は、主要なツールがオープンソースであり、ライセンスサーバーを必要としないため、Linux CAD および EDA ソフトウェアへの最も親しみやすい入門編となっています。信頼性の高いフットプリントとシンボルによって数週間の時間を節約できるため、機能よりもライブラリが選択の決め手となることが一般的です。Linux ユーザーは、バージョン管理に適したスクリプト可能なテキスト形式や、コーナー解析やモンテカルロ解析のためにバッチモードで実行されるシミュレータも利用できます。
私たちの見解： この分野では、Linux の代替手段はまだ確立されていません（そして、これらのソリューションの一部は Windows 上でそのまま存在します）。
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KiCad KiCadは、電子設計自動化のための無料のオープンソーススイートです。回路図作成、PCBレイアウト、3Dビューア、設計ルールチェッカー、シンボル、フットプリント、3Dモデルのライブラリを統合し、ngspiceシミュレータも組み込んでいます。ハードウェアエンジニア、スタートアップ企業、研究者、教育者が、シンプルなプロトタイプから高密度多層設計まで、さまざまな基板設計に使用しています。オープンソースPCBツールのリーダーとして、またCERNからのサポートで知られています。1992年にジャン＝ピエール・シャラスが開発を開始し、2013年にCERNが開発に参加しました。2026年3月にリリースされたバージョン10では、設計バリアント、グラフィカルな設計ルールエディタ、Allegro、PADS、gEDA設計のインポーターが追加されました。Linux上でネイティブに動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。配布パッケージは遅延する可能性があるため、多くのユーザーはプロジェクトリポジトリを追加するか、Flatpakを使用しています。 Altium Designer、OrCAD、あるいはPADSのLinux版代替ソフト。 |
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LibrePCB LibrePCBは、管理されたコンポーネントライブラリと一貫したプロジェクト構造を中心に構築された、無料のオープンソースPCB設計ツールです。回路図作成、基板レイアウト、設計ルールチェック、出力生成機能を提供し、回路図、基板、ライブラリのデータを一元管理します。クリーンなワークフローを求めるメーカー、小規模チーム、学生などが利用しており、KiCadよりも機能は少ないものの、厳格なライブラリアプローチとクロスプラットフォーム設計で知られています。Urban Bruhin氏が2013年頃にプロジェクトを開始しました。Linux上でネイティブに動作し、主要なディストリビューション向けのパッケージが提供されています。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。AppImage形式および配布パッケージで利用可能です。 Altium CircuitMakerやDipTraceのLinux版代替製品。 |
レプトンEDA Lepton EDAは、回路図作成、ネットリスト作成、シンボル管理、回路シミュレーションインターフェースのための無料のオープンソースツールスイートです。1990年代後半にAles Hvezda氏が始めたgEDAプロジェクトのフォークであり、プレーンテキストファイル上で動作する小さなプログラムというgEDAのUnixアプローチを継承しています。スクリプトによるフロー、Schemeの拡張性、そして長期にわたって利用可能なファイル形式を重視するエンジニアが利用しています。モジュール設計で知られています。2017年にVladimir Zhbanov氏を中心としたグループがフォークを開始しました。Linuxやその他のUnix系システムで動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： GTKライブラリが必要です。Debian系ディストリビューション向けにパッケージ化されており、他のUnix系システムでもビルドできます。 Altium Designerの回路図エディタであるOrCAD CaptureのLinux版代替ソフトウェア。 |
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ngspice ngspiceは、無料のオープンソースの混合レベル回路シミュレータです。DC、AC、過渡現象、ノイズなどの解析を実行し、標準的なデバイスモデルとネットリストを受け入れ、他のプログラムに組み込んだり、モンテカルロ法やコーナー解析のためにバッチモードで実行したりできます。アナログおよび混合信号設計者、学生、EDAツール開発者が使用しており、KiCadはシミュレーションにngspiceを呼び出します。SPICEの伝統を受け継いでいることで知られています。SPICEは1970年代初頭にカリフォルニア大学バークレー校で開発され、ngspiceはバークレー校のSPICE3f5をベースに、2000年頃から独自のプロジェクトを開始しました。Linux上で動作し、主要なディストリビューションすべてにパッケージ化されています。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。主要なディストリビューションすべてに同梱されています。 Linux向けのLTspice、PSpice、NI Multisimの代替ソフトウェア。 |
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Qucs-S Qucs-Sは、ngspiceやXyceなどの回路シミュレーションエンジンを駆動する、無料のオープンソースのグラフィカルフロントエンドです。ユーザーは回路図を描き、解析を選択し、同じウィンドウでプロットを表示できます。シミュレータはバックグラウンドで実行されます。電子工学エンジニア、学生、アマチュア無線家は、フィルタ、アンプ、RF回路などにQucs-Sを使用しています。オープンシミュレータに現代的なビジュアルワークフローを提供することで知られています。Qucs-Sは、2003年にMichael Margrafが始めたQuite Universal Circuit Simulator（Qucs）から発展し、Vadim Kuznetsovが2015年頃にQucs-Sフォークを公開しました。Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： ngspiceまたはXyceがインストールされている必要があります。Qtライブラリを使用します。 Linux向けのLTspice、PSpice、またはNI Multisimの代替ソフトウェア。 |
ザイス Xyceは、サンディア国立研究所が開発した無料のオープンソース並列回路シミュレータです。SPICE形式のネットリストを読み込み、多数のプロセッサにまたがる非常に大規模な回路を解析します。放射線の影響や特殊なデバイスなどのモデルも含まれています。大規模集積回路のシミュレーションを行うエンジニアや、耐放射線電子機器の研究者が利用しています。シリアルSPICEプログラムでは処理できない規模の回路にも対応できることで知られています。サンディア国立研究所は1990年代後半から自社の電子機器研究のために開発を進め、2013年にオープンソースとして公開しました。Qucs-Sで動作させることが可能です。Linuxワークステーションおよびクラスタ上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： ソースコードからのビルドには、C++11をサポートするC++コンパイラ、Xyceドキュメントに記載されているオプションを使用して作成されたTrilinosビルド、および並列バージョン用のOpen MPIまたはMPICHなどのMPIライブラリが必要です。配布用Trilinosパッケージの使用は推奨されません。Sandiaは、各リリースでRed Hat Linux用のバイナリインストーラを提供しています。 PSpiceおよびLTspiceのLinux版代替ツール。 |
8. FPGAとデジタル設計
デジタル設計は、Verilog、SystemVerilog、VHDLなどのハードウェア記述言語から始まり、FPGA用のビットストリームまたはチップのレイアウトで終わります。シミュレーション、合成、配置配線、タイミング解析は、その間に存在します。ここでは2つの世界が交わります。FPGAベンダーのスイートは無料または安価ですが、チップレベルのシミュレータとシンセサイザは高価で、Linuxサーバー上で動作し、場合によってはLinuxサーバーでしか動作しません。Yosys、Verilator、OpenROADから構成されるオープンソースのフローは急速に成熟しました。Linuxの要件は厳格で、特定のエンタープライズディストリビューションやライブラリが指定されている傾向があるため、インストールする前にベンダーのガイドをお読みください。
私たちの見解： この分野では、Linuxの「代替手段」が唯一の選択肢となる場合もあるでしょう！
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AMD Vivado Vivado は、AMD FPGA およびアダプティブ SoC 向けの設計スイートです。高レベル合成、RTL 合成、実装、タイミングクロージャ、シミュレーション、デバッグ用のロジックアナライザ、および IP 統合を網羅しています。FPGA システムを構築するデジタル設計者、組み込みエンジニア、研究者が使用します。IP インテグレータと Xilinx ツールの伝統における位置付けで知られています。Xilinx は 2012 年に ISE の後継として Vivado を発表し、AMD は 2022 年に Xilinx を買収しました。Vivado は、無料の Basic ティアと有料ティアを含むティアで提供されています。2026 年 5 月の報道では、無料ティアから Linux が削除されるとされていましたが、AMD 2026.1 ガイドでは、すべてのティアで Linux がサポートされることが文書化されています。リリース 2026.1 には、AlmaLinux、Rocky Linux、Ubuntu LTS がリストされています。 特徴の詳細
Linuxの要件： リリース 2026.1 では、AlmaLinux 8.10、9.4 ～ 9.7、10.0、10.1、Rocky Linux 8.10、9.6、9.7、10.0、10.1、Ubuntu 22.04.3 ～ 22.04.5、24.04 ～ 24.04.3 がサポートされています。Ubuntu では libtinfo.so.5 ライブラリが必要です。 Linux向けのLattice RadiantおよびMicrochip Libero SoCの代替品。 |
Intel Quartus Prime Quartus Primeは、Intel FPGA向けの設計ソフトウェアです。合成、配置配線、タイミング解析、電力推定、インシステムデバッグ機能を提供し、サードパーティ製シミュレータと接続できます。FPGAおよび組み込み設計者が使用し、コンパイルサーバーはLinux上で動作します。有料のStandard版とPro版に加え、小規模デバイス向けの無料版であるLite版があることで知られています。Alteraは2000年代初頭にQuartusツールを発表し、Intelは2015年にAlteraを買収しました。Quartus Primeという名称はその時期に由来します。Intelのドキュメントでは、インターフェース表にCadence XceliumとSynopsys VCSがLinux専用シミュレータとして記載されています。 特徴の詳細
Linuxの要件： Quartus Prime Standard および Lite 25.1std では、RHEL 8.10、9.4、9.6、SLES 15 SP5、Ubuntu 24.04 が追加され、RHEL 8.6、8.7、9.1 ～ 9.3、Ubuntu 18.04、SLES 12 SP5、15 SP3 が削除されました。Pro 25.1 では、SLES 15 SP5 と Ubuntu 24.04 が追加されました。Questa Intel FPGA Edition 2025.2 は、RHEL 8 および 9 でのみ動作します。Xcelium および VCS は、Linux でのみ動作します。 Linux向けのLattice RadiantまたはMicrochip Libero SoCの代替品。 |
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ケイデンス・エクセリウム Xceliumは、Verilog、SystemVerilog、VHDLで記述されたデジタル設計向けのCadenceロジックシミュレータです。並列シミュレーションを使用して大規模な回帰テストを高速化し、カバレッジ、デバッグ、ミックスドシグナルフローをサポートしています。チップおよびFPGA企業の検証エンジニアは、サーバーファーム上で数千ものテストスイートを実行します。2017年に発表されたCadence IncisiveおよびNC-Verilogシミュレータの後継として知られています。有料の商用ソフトウェアです。IntelのQuartusドキュメントでは、Linux専用と記載されています。 特徴の詳細
Linuxの要件： Linuxのみ対応。Cadenceのロードマップでは、x86_64版の2026.xリリースでRHEL 8.6以降、RHEL 9、RHEL 10がサポートされ、Rocky LinuxとAlmaLinuxは限定的なサポートとなります。すべての製品がすべての組み合わせをサポートしているわけではありません。 Aldec Riviera-PROまたはAldec Active-HDLのLinux版代替ソフトウェア。 |
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シノプシスVCS VCSは、ASICやFPGAの検証に使用される、Synopsys製のVerilogおよびSystemVerilogシミュレータです。コンパイル済みコードシミュレータとして、実行前に設計をネイティブコードに変換します。アサーション、カバレッジ、制約付きランダムテスト、およびVerdiツールによるデバッグをサポートしています。検証チームは、回帰テストファームでVCSを実行します。VCSという名称は、Verilog Compiled Simulatorの略です。1990年代初頭にChronologic Simulationで開発が始まり、後にSynopsysがこの技術を買収しました。有料の商用ソフトウェアです。IntelのFPGAドキュメントでは、VCSはLinuxのみに対応していると記載されています。 特徴の詳細
Linuxの要件： Linux のみ。リリース 2026.03 から 2026.09 では、Synopsys は RHEL 8.4 以降および 9.x、Rocky Linux 8.4 以降および 9.x、AlmaLinux 8.4 以降および 9.1 以降をリストし、CentOS Linux と RHEL 7 を削除しました。プロセッサは AVX2 をサポートしている必要があり、つまり Intel Haswell 以降または AMD Excavator 以降である必要があります。SolvNetPlus ダウンロード センターでは、どの製品がどのプラットフォームで提供されているかを確認できます。 Aldec Riviera-PRO、Aldec Active-HDLのLinux向け代替製品。 |
シーメンス・クエスタ Questaは、SystemVerilog、VHDL、および複数の言語を組み合わせた設計に対応したシミュレータを基盤とする、シーメンスEDAの検証プラットフォームです。形式検証、カバレッジ、検証管理機能に加え、UVMテストベンチもサポートしています。ASICおよびFPGAプロジェクトの検証エンジニアが利用しています。多くのFPGAベンダーがバンドルしていたMentor GraphicsのシミュレータであるModelSimをルーツとしていることで知られています。Questaは2000年代にMentor Graphicsによって開発され、2017年にシーメンスがMentor Graphicsを買収しました。有料の商用ソフトウェアであり、Linuxサーバーおよびワークステーション上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： Questa One Simは、x86 Linux上ではRHEL 8および9、Rocky Linux 8および9、SLES 15 SP4をサポートし、AArch64 Linux上ではRHEL 8および9、Rocky Linux 8および9、さらにWindows 11をサポートしています。Questa Intel FPGA Edition 2025.2は、RHEL 8および9のみをサポートしています。 Windows版Aldec Active-HDL、Aldec Riviera-PRO、ModelSimのLinux版代替ソフト。 |
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シノプシス設計コンパイラ Design Compilerは、Synopsys社製の論理合成ツールです。RTL記述をゲートレベルのネットリストに変換し、ターゲットテクノロジーライブラリにマッピングすることで、タイミング、面積、消費電力を最適化します。ASIC設計チームは、チップフローのフロントエンドでこのツールを使用し、その後、配置配線、タイミング解析、消費電力解析を行います。Synopsys社は、このツールを商用論理合成ツールとして確立したことで知られています。1987年にSynopsys社が発表して以来、業界のリファレンスツールとして広く利用されています。有料の商用ソフトウェアです。Synopsys社は、LinuxサポートのベースラインとしてRHELをドキュメント化しています。 特徴の詳細
Linuxの要件： 2026.03から2026.09までのVCSと同じSynopsysプラットフォームリスト：RHEL 8.4以降および9.x、バイナリ互換システムとしてRocky LinuxとAlmaLinux、ロードマップにはSLES 15が含まれています。これらのリリースで使用されるコンパイラはGCC 13.3で、AVX2プロセッサが必要です。 Linuxの代替案： ASIC合成のためのWindows版ソフトウェアは直接存在しません。FPGAターゲットの場合、Windows上ではVivadoとQuartusの合成エンジンが利用できます。 |
ベリレーター Verilatorは、VerilogおよびSystemVerilogを最適化されたC++またはSystemCモデルに変換する無料のオープンソースツールです。コンパイルされたモデルは高速に動作するため、CPUやSoCなどの大規模な設計をソフトウェアテストベンチ内でシミュレートできます。オープンソースおよび商用プロジェクトのハードウェアエンジニアは、検証やソフトウェアとの協調シミュレーションにVerilatorを使用しています。その高速性で知られています。1990年代半ばに初めて登場し、Wilson Snyder氏が長年にわたりメンテナンスを行ってきました。バージョン5ではタイミングサポートが追加されました。Linux上でビルドおよび実行できます。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。C++コンパイラと標準的なビルドツールが必要です。 Windows版Aldec Riviera-PRO、Aldec Active-HDL、またはModelSimのLinux版代替ソフト。 |
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ヨシス Yosysは、RTL合成のための無料のオープンソースフレームワークです。Verilogを読み込み、一連のスクリプト化されたパスを通して設計を最適化し、FPGAまたはASICセルライブラリにマッピングし、nextpnrなどの配置配線ツール用のネットリストを作成します。研究者、オープンFPGAツールチェーン開発者、学生が利用しています。オープンソースFPGAおよびチップフローの中核を担う存在として知られています。2012年にClifford Wolf（旧名Claire Xenia Wolf）によって開発が開始されました。Linux上で動作し、主要なディストリビューションに同梱されています。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。ソースコードからのビルドには、C++コンパイラ、Python、Bison、Flexが必要です。 Windows上のVivadoおよびQuartusシンセシスエンジンに代わるLinux向けソフトウェア。 |
OpenROAD OpenROADは、RTLからGDSIIレイアウトまで、人間の介入なしにデジタル設計を処理できる無料のオープンソースシステムです。フロアプランニング、配置、クロックツリー合成、ルーティング、タイミング解析を統合しており、Yosysやオープンプロセス設計キットと連携します。研究者、学生、小規模チームはチップ設計の研究に、専門家は物理設計アルゴリズムの研究に利用しています。人間を介さない設計を目標としていることで知られています。このプロジェクトは、2018年にDARPAのIDEAプログラムからの資金提供を受け、カリフォルニア大学サンディエゴ校のグループが主導的な役割を担って開始されました。Linux上で構築および動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： Linux上でCMakeと複数のライブラリを使用してビルドします。コンテナイメージによりインストールが簡素化されます。 Linuxの代替案： Windowsには直接的な同等のツールはありません。市販の物理設計ツールはLinux上で動作します。 |
9. 集積回路設計
集積回路設計とは、製造工程に必要なトランジスタや配線を設計し、その結果が実際に機能し、製造可能であることを証明することです。設計者は、回路図・レイアウトエディタ、回路シミュレータ、抽出ツール、サインオフチェッカーなどを使用しますが、これらはすべて製造工程を記述したファウンドリキットと連携しています。マスクセットは高価なため、ユーザー数は少なく、リスクは大きいと言えます。
Linuxはこれらのワークフローの基盤となるプラットフォームです。コンピューティングファームはLinux上で稼働し、キットは特定のツールとオペレーティングシステムのリリースに合わせて検証されています。オープンシリコン運動によって無料ツールが追加されましたが、商用認証が依然として生産現場の慣行を規定しています。
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ケイデンス・ヴィルトゥオーソ Virtuosoは、カスタムおよびアナログ集積回路設計のためのCadence社製環境です。回路図作成、回路シミュレーション、レイアウト編集、寄生抽出および検証といった機能を網羅し、ファウンドリのプロセス設計キットと連携しています。半導体企業のアナログ、RF、ミックスドシグナル設計者や、大学のチップ研究グループなどが利用しています。レイアウトエディタの優れた性能と、アナログ設計における業界標準としての地位で知られています。Cadence社は1990年代初頭にVirtuosoを発表しました。これは有料の商用ソフトウェアであり、Linuxワークステーションおよびサーバー上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： Cadence は、リリース ストリームごとにコンピューティング プラットフォームのロード マップを公開しています。x86_64 の 2026.x リリースでは、RHEL 8.6 以降、RHEL 9、RHEL 10 がリストされており、Rocky Linux と AlmaLinux は限定的にサポートされています。以前のロード マップでは、SLES 15 SP3 以降がリストされています。Virtuoso IC 6.1.8 は、公式には RHEL 7 でサポートが終了しました。Cadence の checkSysConf ツールは、オペレーティングシステムがサポートされていない場合に警告を発しますが、すべての製品がすべての組み合わせをサポートしているわけではありません。 Linuxの代替案： Windows版の直接的な同等機能はありません。Tanner L-Editは、Windows上で小規模なデータフローに対応しています。 |
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シーメンス・キャリバー Calibreは、シーメンスEDAが提供する物理検証スイートです。完成したチップレイアウトに対して、設計ルールチェック、レイアウトと回路図の比較、寄生抽出、製造指向のチェックなどを実行し、処理は複数のコアに分散されます。半導体企業では、物理検証エンジニアがCalibreをサインオフツールとして使用し、ファウンドリは自社のプロセス向けにCalibreルールデッキを配布しています。Calibreは、サインオフ検証における確固たる地位で知られています。1990年代にMentor Graphics社が開発し、2017年にシーメンス社がMentor Graphics社を買収しました。Calibreは有料の商用ソフトウェアであり、LinuxサーバーおよびLinuxファーム上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： シーメンスのプラットフォームサポートドキュメント（2022年版および2024年版）には、Red Hat Enterprise Linux、CentOS、およびSUSE Linux Enterprise Serverが記載されています。RHEL 8およびSLES 15のビルドには、AVX2対応プロセッサが必要です。FedoraおよびCentOS Streamはサポートされておらず、シーメンス自身もオペレーティングシステムのサポートは提供していません。 Linuxの代替案： Windowsには、フルチップのサインオフに直接対応するツールはありません。Tannerのツールは、Windows上で小規模な設計に対応しています。 |
KLayout KLayoutは、GDSおよびOASISレイアウトファイル用の無料のオープンソースビューア兼エディタです。レイヤー管理、設計ルールチェッカー、レイアウトと回路図の照合、PythonおよびRubyのスクリプトエンジン、自動レイアウト生成用のマクロなどの機能を提供します。チップ設計者、MEMSおよびフォトニック回路エンジニア、学生は、レイアウトの検査、カスタムチェックの作成、パラメトリックセルの構築にKLayoutを使用しています。大規模レイアウトの処理速度と、オープンシリコンフローでの使用で知られています。Matthias Köfferlein氏が2006年頃から開発しており、Linux上でネイティブに動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。配布パッケージとプロジェクトバイナリは既に存在します。 Tanner L-EditのLinux版代替ソフト。 |
10. 組み込みシステムとロボット工学
組み込みエンジニアリングは、サーモスタットからドローンまで、デバイス内部で動作するソフトウェアを開発します。通常、メモリ、電力、タイミングに厳しい制限があります。ロボット工学では、センサー、アクチュエータ、知覚機能が追加されます。ツールチェーンは、クロスコンパイラ、リアルタイムオペレーティングシステム、エミュレータ、シミュレータ、ファームウェアイメージを生成するビルドシステムで構成されます。クロスコンパイル、シリアルコンソール、コンテナ、継続的インテグレーションがLinux上で容易に実現できるため、Linuxはこれらすべてにとって最適なホストです。多くの製品は、ターゲット上でLinuxを実行します。多くの場合、Ubuntu LTSリリースなどのリファレンスディストリビューションと、プロジェクトで厳密に指定されたツールチェーンバージョンが提供されるでしょう。
私たちの見解： この分野では、代替手段ではなく、一部のLinuxディストリビューションが先導的な役割を果たしている。
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ROS 2 ROS 2 は、通信ノードからロボット ソフトウェアを構築するための無料のオープンソース ライブラリとツールのセットです。メッセージング、デバイス ドライバ、ナビゲーション、操作、知覚、シミュレーション リンク、およびデータのログ記録、再生、視覚化のためのツールを提供します。ロボット エンジニア、研究者、およびモバイル ロボット、ドローン、アームを製造する企業がこれを使用 特徴の詳細
Linuxの要件： Ubuntu 24.04 (amd64 および arm64) は、Jazzy と Kilted のティア 1 に位置付けられています。Kilted では、RHEL 9 amd64 がティア 2、Debian Bookworm がティア 3 に挙げられています。 MATLAB Robotics System ToolboxまたはLabVIEW RoboticsのLinux版代替ソリューション。 |
ガゼボ Gazeboは、物理エンジン、センサーモデル、3Dレンダリング、プラグインを備えた無料のオープンソースロボットシミュレータです。ユーザーは標準フォーマットでロボットモデルを読み込み、仮想センサーを追加して、シミュレーションされた世界に対してナビゲーション、制御、知覚コードをテストします。ロボット工学者や学生は、ハードウェアが動作する前のテストに、多くの場合ROS 2と組み合わせて使用します。ロボット競技会や研究における長い実績で知られています。Nate KoenigとAndrew Howardが2002年に南カリフォルニア大学で開発を開始し、現在はOpen Roboticsがメンテナンスしています。ROS 2 KiltedはIonicリリースを推奨していますが、Gazeboプロジェクトでは2026年9月にサポート終了とされています。新しいプロジェクトでは、JettyまたはHarmonic LTSリリースを使用できます。Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： amd64 版 Ubuntu 24.04 (Noble) 用のバイナリ パッケージは存在し、その他のプラットフォームについては可能な限り提供を試みています。Gazebo のドキュメントでは、Ionic のサポート終了日は 2026 年 9 月とされており、Ubuntu 24.04 には Jetty が推奨され、Harmonic は 2028 年 9 月まで LTS リリースとして位置付けられています。 Windows版WebotsやCoppeliaSimのLinux版代替ソフト。 |
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PX4 PX4は、ドローンやその他の無人機向けの無料のオープンソース飛行制御ソフトウェアスタックです。推定、制御、ミッション処理、センサー用ドライバなどを備え、ソフトウェア・イン・ザ・ループとハードウェア・イン・ザ・ループのシミュレーションをサポートしています。ドローンメーカー、研究者、大学などが、機体に搭載された飛行制御ボードと開発用のLinuxコンピュータを用いてPX4を利用しています。寛容なライセンスとDronecode Foundationによるガバナンスで知られています。2009年頃にチューリッヒ工科大学（ETH Zurich）で開発が始まり、2014年からはLinux FoundationがDronecodeをホストしています。開発とシミュレーションはLinux上で実行されます。 特徴の詳細
Linuxの要件： 開発環境はUbuntu 24.04および22.04 LTSをサポートしています。CIおよびリリースビルドは24.04をターゲットとし、ビルドテストは22.04で行われます。Ubuntu 26.04はまだサポートされていません。セットアップスクリプトはクリーンインストールを想定しています。他のDebianベースのシステムでも動作する可能性がありますが、サポート対象外です。 LinuxにおけるMATLAB UAV Toolboxの代替となるSimulink。 |
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ArduPilot ArduPilotは、航空機、マルチコプター、ローバー、潜水艦、船舶向けの無料のオープンソース自動操縦システムです。多数の飛行モード、センサードライバー、地上管制ソフトウェアによるミッションプランニング、そしてLinux上で動作するソフトウェアシミュレータSITLを提供しています。趣味でドローンを操縦する人、研究者、商用ドローンオペレーターは、測量、検査、マッピングなどにArduPilotを利用しています。対応機種の種類の豊富さで知られています。ArduPilotは、2009年頃のDIY DronesコミュニティによるArduinoベースの自動操縦システム開発から発展しました。開発ツールはLinux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： シミュレーターに配布要件はありません。Ubuntuが公式に文書化された開発プラットフォームです。 Linuxの代替案： Windows版の直接的な同等製品は存在しない。最も近いのは、ドローンメーカーが提供するクローズドな自動操縦ソフトウェアである。 |
ゼファー Zephyrは、Linux Foundationがホストする、マイクロコントローラ向けの無料のオープンソースリアルタイムオペレーティングシステムです。スケジューラ、ドライバ、ネットワークおよびBluetoothスタック、デバイスツリー、CMakeとwestツールをベースとしたビルドシステムを提供します。コネクテッドデバイスを開発するファームウェアエンジニアは、多くのボードでZephyrを使用しています。幅広いハードウェアサポートとセキュリティ重視のプロセスで知られています。2016年に発表され、Wind RiverのRocket RTOSをベースに構築されています。Linuxの開発者はZephyrを使用してビルド、フラッシュ、デバッグを行うことができ、QEMUはハードウェアなしでテストを実行できます。 特徴の詳細
Linuxの要件： この入門ガイドはUbuntu 24.04 LTS以降を対象としており、その他のディストリビューションについては別のホスト依存関係ページで説明しています。現在のガイドで推奨されるツールの最小バージョンは、CMake 3.20.5、Python 3.12、およびデバイスツリーコンパイラ1.4.6です。Zephyr SDKはツールチェーンを提供しており、フラッシュにはudevルールが必要になる場合があります。 Keil MDKやIAR Embedded Workbenchに代わるLinux向けの代替ツール。 |
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ヨクトプロジェクト Yocto Projectは、カスタム組み込みLinuxディストリビューションを構築するための、無料のオープンソース共同プロジェクトです。レシピは各パッケージを記述し、BitBakeビルドツールは、ツールチェーンとSDKとともに、ボード用の完全なイメージを生成します。デバイスメーカーの組み込みエンジニアは、Linuxを実行する製品向けに再現可能なファームウェアを作成するためにこれを使用します。Yocto Projectは、ベンダーがコアをフォークすることなくボードサポートを追加できるレイヤー構造で知られています。Linux Foundationは、OpenEmbeddedをベースに、2010年にこのプロジェクトを発表しました。Linux上でビルドホストとして動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： このプロジェクトでは、各リリースを安定版ディストリビューションでテストしています。現在のドキュメントでは、Debian 11～13、Fedora 42～44、openSUSE Leap 15.6および16.0、Rocky Linux 8～10、Ubuntu 22.04および24.04がリストされており、以前のリストにはAlmaLinuxなどのディストリビューションも含まれていました。ローリングリリースや開発版ディストリビューションはサポートしていません。他のホストでもビルドツールのtarballを使用できます。WSL 2は動作しますが、検証はされていません。 Linuxの代替案： Windowsには直接対応する機能はありません。WindowsはYoctoのビルドホストとして機能できません。 |
QEMU QEMUは、無料のオープンソースのマシンエミュレータおよび仮想化ツールです。多くのプロセッサアーキテクチャに対応したゲストOSとファームウェアを実行でき、Linux上のKVMと組み合わせることでネイティブに近い速度で仮想化を実現します。組み込み開発チームは、ハードウェアが完成する前にファームウェア、カーネル、ブートフローをテストするためにQEMUを使用し、カーネル開発者はデバッグに、継続的インテグレーションシステムはクロスアーキテクチャテストにQEMUを使用します。QEMUは、幅広いアーキテクチャに対応していることで知られています。2003年にFabrice Bellard氏によって開発され、主にLinux上で開発されています。 特徴の詳細
Linuxの要件： KVMアクセラレーションには、KVMとハードウェア仮想化に対応したLinuxカーネルが必要です。他のアーキテクチャのエミュレーションには要件はありません。 VMware Workstation、VirtualBox、Hyper-Vに代わるLinuxベースの代替ソフトウェア。 |
11. システムモデリングとマルチドメインシミュレーション
システムモデリングでは、エンジン、ギアボックス、油圧ポンプ、コントローラーなど、異なる物理領域の部品を1つのモデルに統合します。各部品の方程式を手作業で導出する代わりに、エンジニアは再利用可能なコンポーネントを組み立て、ツールにシステムの導出と解決を任せます。このアプローチには、Modelica言語を用いた方程式ベースのモデリングと、ブロック図またはボンドグラフツールという2つの手法があります。
得られた結果は、制御設計やハードウェア・イン・ザ・ループ・テストに活用されます。Linuxでは、これらのツールは主にバッチソルバーとして実行されるか、モデルをターゲット向けのコードにコンパイルするため、GCCなどのコンパイラが隠れた要件となることがよくあります。
ヒント： この分野では、選択は他のパッケージやソリューションに大きく依存するだろう。
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OpenModelica OpenModelicaは、Modelicaモデリング言語用の無料のオープンソース環境です。物理モデル用のグラフィカルエディタ、コンパイラ、シミュレーション、プロット、スクリプトインターフェース、およびFMIモデル交換のサポートを提供します。エンジニアや学生は、これを使用して機械、電気、熱、油圧、および制御システムをモデル化します。これは、Modelicaの主要なオープン実装として知られています。リンシェーピング大学のピーター・フリッツソン氏のグループが開発を開始し、2007年に設立されたOpen Source Modelica Consortiumが現在これを管理しています。Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： DebianとUbuntuには公式パッケージが存在し、両社のLTSバージョンと最新の非LTS版Ubuntuが、x86、amd64、armv7向けに提供されています。その他のディストリビューションはソースパッケージまたはソースビルドを使用しており、Linux MintはUbuntuをベースとしています。 Windows版のDymola、Wolfram SystemModeler、MapleSimに代わるLinux版ソフトウェア。 |
ディモラ Dymolaは、Modelica用の商用モデリングおよびシミュレーション環境です。グラフィカルエディタ、記号方程式プロセッサ、力学、熱システム、電力システムなどのモデルライブラリを提供し、FMIへのエクスポートも可能です。自動車、航空宇宙、エネルギー、ロボット工学分野のエンジニアは、Dymolaを使用して詳細なマルチドメインシステムモデルを構築します。Dymolaは、Hilding Elmqvist氏の研究に基づいて開発されたModelicaの原点となるツールとして知られています。Dynasim ABは1992年にスウェーデンで設立され、2006年にダッソー・システムズに買収されました。Dymolaは有料ソフトウェアです。ダッソーは、64ビットアプリケーションをサポートするプラットフォームとしてLinuxを文書化しており、GCCがモデルをコードに変換します。まずは、サポートされているディストリビューションの短いリストを確認してください。 特徴の詳細
Linuxの要件： 64ビット版のみ、RPMパッケージとして提供され、Debian系システムでは変換が必要です。GCCがモデルを変換します。サポートされているディストリビューションはごく少数です。UserInteractionライブラリはLinuxではサポートされていません。 MapleSim、Simcenter Amesim、またはSimulink SimscapeのLinux版代替ソフト。 |
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シムセンター・アメシム Simcenter Amesim は、流体動力、熱、電気、機械、制御コンポーネントのライブラリを備えたメカトロニクスシステムのシステムシミュレーションプラットフォームです。エンジニアはシステムの概略図を描き、パラメータを設定し、MATLAB および Simulink と連携して定常状態および過渡状態の解析を実行します。自動車、航空宇宙、機械のエンジニアは、油圧、エンジン、バッテリーシステム、ドライブトレインのサイズ決定にこれを使用します。コンポーネントライブラリとボンドグラフ基盤で知られています。フランスの Imagine 社が 1995 年に AMESim をリリースし、2007 年に LMS International 社が Imagine 社を買収、2012 年に Siemens 社が LMS 社を買収しました。有料ソフトウェアで、Linux および Windows 上で動作します。バージョン 2210 以降、Siemens 社は Windows から Linux 64 ビットバイナリを含む FMU をエクスポートするクロスコンパイラを同梱しています。 特徴の詳細
Linuxの要件： LinuxおよびWindows上で動作します。対応ディストリビューションおよびリアルタイムLinuxターゲットについては、シーメンスのリリースノートをご確認ください。 MapleSimおよびSimulink Simscape FluidsのLinux版代替ソフトウェア。 |
プロジェクト・クロノ Project Chronoは、マルチボディダイナミクス、接触、柔軟体、粒状物質、車両シミュレーションのための無料のオープンソース物理エンジンです。ユーザーはC++またはPythonでモデルをスクリプト化し、モジュールによって流体と固体の相互作用、センサー、ロボットのサポートを追加できます。車両ダイナミクスの研究者、ロボットグループ、マルチボディシミュレーションを必要とするエンジニアが利用しています。寛容なBSDライセンスの下で提供される地形モデルと車両モデルで知られています。ウィスコンシン大学マディソン校とイタリアのパルマ大学で開発されました。LinuxワークステーションとGPUノードで動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。CMakeでビルドされ、GPUモジュールにはCUDAが必要です。 MSC Adams、SolidWorks Motion、またはSimcenter 3D MotionのLinux版代替ソフトウェア。 |
12. 分子化学、材料化学、量子化学：Linux向け科学ソフトウェア
計算化学と材料科学は、量子力学方程式を解くか、古典的な運動方程式を積分することによって、原子や分子の挙動を予測します。その手法は、電子に対する密度汎関数理論から、数百万個の原子に対する分子動力学まで多岐にわたります。これらのプログラムは通常、FortranまたはC++で記述され、MPIで並列化され、GPU向けに最適化されています。これらは、クラスタ、スケジューラ、モジュールシステムが標準的な環境であるLinux向けの科学ソフトウェアの典型的な例です。ライセンスはインストールと同様に重要です。NAMDとORCAは学術用途または非商用用途に限り無料ですが、VASPとGaussianはライセンスを購入する必要があります。
私たちの見解： この分野では、Linuxのバージョンがしばしば先導的な役割を果たしている。
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グロマクス GROMACSは、LGPLライセンスでリリースされている無料のオープンソース分子動力学パッケージです。タンパク質、脂質、核酸、その他の分子システムをシミュレートし、システム設定と解析ツール、自由エネルギー法、多数のノードにわたる強力なCPUおよびGPUパフォーマンスを備えています。生物物理学者、生化学者、計算化学者は、膜、薬剤結合、力場研究にこれを使用しています。その速度で知られています。名称は、Groningen Machine for Chemical Simulations（フローニンゲン化学シミュレーションマシン）に由来します。1990年代にフローニンゲン大学で開発され、現在はストックホルムのKTH王立工科大学などのチームが開発を主導しています。ほとんどの実務作業が行われているLinux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： CMakeとC++17コンパイラを使用してビルドします。GPUを使用するには、CUDA、OpenCL、またはSYCLドライバが必要です。配布要件はありません。 BIOVIA Materials StudioまたはBIOVIA Discovery StudioのLinux版代替ソフト。 |
LAMMPS LAMMPS（大規模原子/分子並列シミュレーター）は、GPLライセンスで公開されている無料のオープンソース分子動力学コードです。金属、ポリマー、半導体、ソフトマター、粒状系を、多数の原子間ポテンシャルを用いてモデル化し、MPIおよびGPU上で並列処理を実行します。材料科学者や物理学者は、機械的特性、拡散、破壊などの解析にLAMMPSを利用しています。拡張可能なパッケージシステムと、大規模な解析を自動化するテキスト入力スクリプトで知られています。1990年代半ばからサンディア国立研究所で開発され、スティーブ・プリンプトン氏が主要開発者の一人です。Linuxクラスタ上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。CMakeとMPIライブラリを使用してビルドします。 Linux版のBIOVIA Materials StudioおよびSynopsys QuantumATKの代替ソフトウェア。 |
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NAMD NAMDは、並列マシン上で大規模な生体分子システムをシミュレーションするために開発された分子動力学プログラムです。CHARMM互換の力場を用いてタンパク質、膜、ウイルスキャプシドをシミュレーションし、可視化プログラムVMDと密接に連携します。構造生物学者や生物物理学者は、数百万個の原子からなるシステムにNAMDを使用しています。Charm++並列実行環境と、大規模分子集合体のシミュレーションにおける実績で知られています。イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の理論計算生物物理学グループ（Klaus Schulten氏が率いる）が1990年代から開発しました。ライセンスに基づき、学術用途および非営利用途は無料で利用できますが、商用利用は認められていません。LinuxクラスタおよびGPUノード上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布義務はありません。非営利ライセンスに基づき、利用は制限されます。 Linux版のBIOVIA Discovery StudioまたはSchrodinger Maestroの代替ソフト。 |
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OpenMM OpenMMは、Pythonインターフェースと高いGPU性能を備えた、分子シミュレーション用の無料のオープンソースライブラリです。研究者はPythonでシミュレーションとカスタム力を記述し、CUDA、OpenCL、またはCPUプラットフォームで実行して、自由エネルギー法、拡張サンプリング、機械学習ポテンシャルなどに活用します。計算化学者やメソッド開発者が利用しており、新しい力を定義する際の柔軟性で知られています。スタンフォード大学のVijay Pande氏の研究グループで開発され、Folding@homeプロジェクトと連携しています。GPUサーバーを含むLinux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。GPUを使用するには、対応するNVIDIAまたはOpenCLドライバーが必要です。 Linux版のBIOVIA Discovery StudioまたはSchrodinger Maestroの代替ソフト。 |
CP2K CP2Kは、固体、液体、分子、界面の原子レベルのシミュレーションを行うための無料のオープンソースプログラムで、GPLライセンスで公開されています。密度汎関数理論と分子動力学を組み合わせたもので、Quickstepモジュールはガウス関数と平面波を組み合わせた手法を採用しており、並列コンピュータ上で大規模システムにも対応可能です。材料科学者、表面化学者、電気化学者などが、第一原理計算にCP2Kを使用しています。特に、大規模な周期系における効率性の高さで知られています。このプロジェクトは2000年頃に始まり、スイスに強力な開発グループを持つ国際的なコミュニティによって開発されています。Linuxクラスタ上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。ビルドにはFortran、MPI、数値計算ライブラリ、およびツールチェーンスクリプトが必要です。 Linux版のBIOVIA Materials StudioまたはSynopsys QuantumATKの代替ソフト。 |
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クォンタムエスプレッソ Quantum ESPRESSOは、GPLライセンスの下で提供されている、密度汎関数理論、平面波、擬ポテンシャルを用いた電子構造計算のための無料のオープンソーススイートです。結晶や表面の基底状態、構造緩和、フォノン、分光、輸送特性を計算します。凝縮系物理学者や材料科学者が利用しています。名称は、電子構造、シミュレーション、最適化の研究のためのオープンソースパッケージ（opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization）の略です。2000年代にイタリアのトリエステにあるDEMOCRITOSセンターで開発されたコードを基に発展し、Paolo Giannozzi氏が主要開発者の一人です。MPIを介してクラスタ上で動作し、GPU対応バージョンも提供されています。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。Fortran、MPI、FFTライブラリが必要です。 Linux版のBIOVIA Materials StudioまたはSynopsys QuantumATKの代替ソフト。 |
VASP VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）は、周期系向けの平面波電子構造計算コードです。密度汎関数理論、ハイブリッド汎関数、分子動力学、多体計算を、射影増強波擬ポテンシャルを用いて実行します。固体物理学者や材料設計者は、結晶、表面、欠陥の研究、および新素材のスクリーニングにVASPを使用しています。材料研究において広く引用されていることで知られています。VASPは、1990年代初頭からウィーンでゲオルク・クレッセ氏らが開発しました。VASPは有料ソフトウェアで、研究グループごとにライセンスが付与され、アクセスするには開発者への登録が必要です。通常、本番環境ではスケジューラ制御下のLinuxクラスタが使用されます。 特徴の詳細
Linuxの要件： 研究グループごとにライセンスが付与され、アクセスするには開発者への登録が必要です。ライセンス保有者は、FortranコンパイラとMPIを使用してビルドを行います。 Linux版のBIOVIA Materials StudioまたはSynopsys QuantumATKの代替ソフト。 |
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シャチ ORCAは分子を対象とした量子化学プログラムです。密度汎関数理論、結合クラスター法、その他の相関波動関数法、分光計算を網羅しており、効率的な入力フォーマットとMPIによる並列処理に対応しています。化学者は反応機構、スペクトル、遷移金属化合物の計算にORCAを使用しています。高速な局所相関法と、学術機関での無料アクセスで知られています。このプログラムは、ミュールハイムにあるマックス・プランク化学エネルギー変換研究所のフランク・ニーゼの研究グループによって開発され、現在はFACCTs社がサポートしています。登録した学術ユーザーは無料で利用できますが、商用利用にはライセンスが必要です。Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 並列実行にはMPIを使用します。学術版のダウンロードには登録が必要です。 Windows版SpartanやGaussianのLinux版代替ソフトウェア。 |
ガウス Gaussianは、電子構造計算のための商用パッケージです。密度汎関数理論、ハートリー・フォック法、結合クラスター法などの手法に加え、幾何構造最適化、振動数・スペクトル計算、そしてGaussViewグラフィカルフロントエンドを提供しています。化学者や化学技術者は、有機および無機反応の研究や物性予測にGaussianを使用しています。Gaussianは、計算化学の発展に大きく貢献したことで知られています。ジョン・ポープルとその研究グループは、1970年に最初のバージョンであるGaussian 70をリリースし、1987年にGaussian, Inc.が設立されました。ポープルは1998年にノーベル化学賞を共同受賞しています。Gaussianは有料ソフトウェアであり、厳格なライセンス条件が適用されます。Gaussian 16はLinuxをはじめとする様々なプラットフォームで提供されており、クラスターではマルチノード実行のためにTCP Lindaが追加されることがよくあります。 特徴の詳細
Linuxの要件： Gaussian 16 は、レガシー、SSE4.2、AVX、AVX2 の x86-64 プロセッサ向けに、1 つのライセンスで個別の Linux バイナリを提供します。ベンダー プラットフォーム ドキュメント (最終更新日: 2023 年 4 月) には、リビジョン C.01 および C.02 の Red Hat および SUSE バージョンが記載されており、C.02 では NVIDIA A100 GPU のサポートが追加されています。マルチ ノード実行では、TCP Linda が追加されます。 Windows版SpartanやGaussianのLinux版代替ソフトウェア。 |
13. 地球科学、気候、GIS：科学者向けLinuxソフトウェア
地球科学ソフトウェアは、地図、衛星画像、標高モデル、気象データ、気候記録など、地球上のデータを扱う。空間解析のための地理情報システム（GIS）と、大気・海洋データ処理ユーティリティを備えた数値モデルという2つのツール群が共存している。GeoTIFF、NetCDF、GRIBといったファイル形式が、日々の作業を形作っている。これらのツールは、科学者にとってLinuxソフトウェアがいかに優れているかを強く示している。ほとんどのツールはLinux上で開発され、大規模なデータセットはバッチ処理され、GISサーバーや気象モデルはクラスター上でヘッドレスモードで快適に動作する。
私たちの見解： ここでもLinux版が先行することが多く、Windowsアプリに取って代わることもある。
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QGIS QGISは、無料のオープンソース地理情報システムです。ベクターデータとラスターデータの表示、編集、分析が可能で、数百ものアルゴリズムを備えた処理ツールボックスを提供し、プラグインやPythonスクリプトをサポートし、印刷用およびWeb用の地図を作成できます。測量士、環境科学者、公益事業技術者、都市計画家などが利用しています。商用GISの主要な無料代替ツールとして知られています。2002年にGary Sherman氏がQuantum GISという名称で開発を開始し、オープンソース地理空間財団のプロジェクトとなっています。Linux上でネイティブに動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。配布パッケージ、Flatpak、およびプロジェクトのリポジトリが利用可能です。 Linux版のArcGIS Pro、MapInfo Pro、Global Mapperの代替ソフト。 |
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草地GIS GRASS GISは、ラスター、ベクター、画像、時系列データの解析に対応した、無料のオープンソース地理情報システムです。地形、水文学、景観プロセス、リモートセンシングデータなどをモデル化するモジュールを備え、サーバー上でバッチモードで動作します。水文学、生態学、地形学の研究者が利用しており、多くの場合、QGISをディスプレイとして併用しています。GRASS GISは、その長い歴史と高度な解析能力で知られています。1982年に米国陸軍建設工学研究所によって開発が開始され、現在はOSGeoプロジェクトとなっています。Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 必須条件はありません。 Linux版のArcGIS Pro、ERDAS IMAGINE、Global Mapperの代替ソフトウェア。 |
GDAL GDALは、地理空間ラスターデータとベクターデータの読み書きおよび変換を行うための、無料のオープンソースライブラリおよびコマンドラインツールセットです。非常に多くのフォーマット、再投影、モザイク処理、ワープ処理をサポートしており、Pythonをはじめとする様々な言語用のバインディングも存在します。ほぼすべてのGISアプリケーションがGDALに依存しており、研究者は大規模データセットのバッチスクリプトでGDALを使用しています。GDALは、オープンGISの隠れた基盤として知られています。1998年にFrank Warmerdam氏によって開発が開始され、OSGeoプロジェクトの一つとなっています。gdalwarpやogr2ogrなどのツールをベースにしたスクリプトは、Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 必須条件はありません。 FME、Global Mapper、またはArcGIS Proのデータツールに代わるLinux向けの代替ツール。 |
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WRF 気象研究予測モデル（WRF）は、無料のオープンソース大気シミュレーションシステムです。実データ予測と理想化研究をサポートし、ネストされたドメイン、物理スキームの選択、データ同化オプションを備え、MPIと並行して動作します。大気科学者、地域予報官、気候研究者は、ダウンスケーリングやケーススタディにこのモデルを使用しています。最も広く利用されているコミュニティ気象モデルの1つとして知られています。米国大気研究センター（NCAR）が、NOAAや他のパートナーと協力して、1990年代後半から開発を主導しました。ドメインと物理スキームの設定には経験が必要です。Linuxクラスタ上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： Fortranコンパイラ、MPIライブラリ、NetCDFライブラリが必要です。配布要件はありません。 Linuxの代替案： Windowsには直接的な同等の機能はありません。 |
CDO CDO（Climate Data Operators）は、気候データや数値モデルデータ（主にNetCDF、GRIB、および関連フォーマット）を処理するための、無料のオープンソースコマンドライン演算子集です。これらの演算子は、統計処理、補間、リグリッド、ファイル演算、時系列演算を長時間のデータレコードに対して実行します。気候科学者やデータエンジニアは、これらの演算子をパイプラインで連結して使用します。CDOは高速でスクリプト化しやすいことで知られています。ハンブルクのマックス・プランク気象研究所が開発し、Uwe Schulzweida氏が主任開発者です。LinuxとmacOSで動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 必須条件はありません。 Linuxの代替案： Windowsには直接的な同等の機能はありません。最も近いのはMATLABまたはPythonスクリプトです。 |
14. HPC、並列プログラミング、コンパイラ
高性能コンピューティングソフトウェアは、シミュレーションに数百、数千ものコアを利用できるようにします。これには、ジョブスケジューラ、メッセージパッシングライブラリ、コンパイラ、数値ライブラリ、コンテナシステム、パッケージマネージャなどが含まれます。ユーザーがこれらのツールを目にすることは稀ですが、あらゆるパフォーマンスの問題や再現性の失敗は、これらのツールに起因しています。ここではLinuxの使用が許可されているだけでなく、Linuxが前提となっています。スーパーコンピュータセンターはLinuxディストリビューションを実行しており、ベンダーは特定のコンパイラとライブラリのバージョンに合わせてソルバーを構築しています。
実践的なスキルはバージョンを一致させることであり、モジュールシステムやSpackが存在する理由はそこにある。
私たちの見解（ヒントとして）： このドメインでは、Linux も使用していない限り、このドメインにはいない可能性が高いです。
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スラーム Slurmは、コンピューティングクラスタ向けの無料のオープンソースワークロードマネージャです。ノードの割り当て、ジョブのキューイング、優先順位と制限の適用、ジョブアレイの実行、アカウンティングデータの記録などを行い、ユーザーはコア、メモリ、および時間を要求するバッチスクリプトを送信します。クラスタ管理者やシミュレーションを実行する研究者が利用しています。多くの大規模スーパーコンピューティングセンターのバッチシステムで使用されていることで知られています。かつては「Simple Linux Utility for Resource Management」の略でした。2002年にローレンス・リバモア国立研究所が開発を開始し、後にSchedMDが開発を引き継ぎました。ライプニッツ・スーパーコンピューティングセンターは、LinuxクラスタとSuperMUC-NGにSlurmを使用しています。 特徴の詳細
Linuxの要件： 配布要件はありません。すべてのノードでバージョンが一致し、構成が共有されている必要があります。 Microsoft HPC PackやIBM Spectrum LSFのLinux版代替品。 |
Open MPI Open MPIは、多数のプロセスとノードにまたがって実行されるプログラムのためのメッセージパッシングインターフェース標準の、無料のオープンソース実装です。多くのネットワークファブリック、プロセスランチャー、スケジューラーをサポートしており、いくつかの商用ソルバーがオプションとしてOpen MPIをサポートしています。例えば、LumericalはOpen MPIまたはIntel MPIを使用したシミュレーションの実行方法をドキュメント化しています。HPC開発者やクラスタ運用者がOpen MPIを使用しています。2004年にFT-MPI、LA-MPI、LAM/MPI、PACX-MPIという4つの先行プロジェクトを統合したことで知られています。Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 必須条件はありません。独自のソルバーを同梱しているバージョンと照合してください。 LinuxにおけるMicrosoft MPIやWindows上のIntel MPIの代替手段。 |
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スパック Spackは、HPC向けの無料のオープンソースパッケージマネージャーです。ソースコードから科学ソフトウェアをビルドし、複数のバージョンやバリアントを並行して管理できます。レシピには、コンパイラ、MPIライブラリ、依存関係が記述されています。クラスタ管理者や研究ソフトウェアエンジニアは、Spackを使用して、マシン間で再現可能な環境を維持します。Spackは、ビルドを1行で記述するスペックという概念で知られています。2013年にローレンス・リバモア国立研究所のトッド・ギャンブリンによって開発が開始されました。LinuxとmacOSで動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： Pythonとコンパイラが必要です。配布要件はありません。 LinuxにおけるvcpkgやWindowsにおけるCondaの代替手段。 |
アプテイナー Apptainerは、共有HPCシステム向けに設計された無料のオープンソースコンテナシステムです。ホスト上でユーザーにroot権限を与えることなくイメージを実行し、アプリケーションとそのライブラリをマシン間で転送可能な単一ファイルにパッケージ化し、MPIおよびGPUと統合します。研究者やクラスタ運用者は、これを使用してラップトップとスーパーコンピュータで同じソフトウェアを実行します。Singularityプロジェクトを起源としていることで知られています。Singularityは、2015年にローレンス・バークレー国立研究所でグレゴリー・カーツァーによって開発され、2021年にLinux FoundationにApptainerとして統合されました。Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： ルートレスでの使用には、非特権ユーザー名前空間が必要で、カーネルは最低でも3.8、推奨は4.18以降です。フル機能を使用するには、FUSEとOverlayFSのサポートも必要です。代替手段としてSetuidモードがあり、Enterprise Linuxではfuse3ライブラリ3.3.0以降が必要です。ディストリビューションでは、apptainerおよびapptainer-suidとしてパッケージ化されています。 Linux版Docker Desktop、またはPodman Desktopの代替となるもの。 |
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GCC GNU Compiler Collectionは、C、C++、Fortranなどの言語に対応した、無料のオープンソースコンパイラスイートです。最適化機能、OpenMPおよび多くのプロセッサアーキテクチャのサポートを備え、ほとんどのLinuxディストリビューションのデフォルトツールチェーンとして採用されています。科学計算プログラマは、従来のシミュレーションプログラムから新しいライブラリまで、Fortran、C++、C言語のコード開発にGNU Compiler Collectionを利用しています。フリーソフトウェアツールチェーンの基盤として知られています。最初のバージョンは1987年にRichard Stallmanによってリリースされました。デフォルトバージョンはリリースによって異なり、例えばFedora 44ではGCC 16となっています。ベンダーはコンパイラの要件をリストアップしているので、確認してください。Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。ベンダーがサポート対象バージョンを指定します。 LinuxにおけるMicrosoft Visual C++、あるいはWindowsにおける旧式のIntel Fortranの代替となるもの。 |
LLVMとClang LLVMは無料のオープンソースコンパイラインフラストラクチャであり、ClangはC、C++および関連言語向けのフロントエンドです。高速コンパイル、明確な診断機能、静的解析、メモリエラーや未定義動作を検出するサニタイザー、そして多くの言語およびGPUツールチェーンで使用されるフレームワークを提供します。科学ソフトウェア開発者やツール開発者がこれらを使用しています。モジュール設計で知られています。クリス・ラットナーが2000年頃にイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校でLLVMを開発し、その後Clangが続きました。NVIDIAはCUDAでサポートされているホストコンパイラの中にClangを挙げています。Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 必須条件はありません。 LinuxにおけるMicrosoft Visual C++の代替、あるいはWindowsにおけるIntel oneAPIコンパイラの一部の代替。 |
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PETSc PETSc（Portable, Extensible Toolkit for Scientific Computation）は、アルゴンヌ国立研究所が開発した無料のオープンソースライブラリです。線形および非線形システムの並列ソルバー、時間積分器、最適化、メッシュデータ構造を提供し、MPIおよびGPU上で動作します。有限要素法、CFD、地球物理学のコード開発者はPETScを基盤として開発を進めており、研究者はソルバー戦略のテストにPETScを利用しています。PETScは、実行時に選択可能なソルバーオプションで知られています。開発は1990年代初頭にアルゴンヌで開始されました。Linuxクラスタ上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： MPI、BLAS、LAPACK、およびコンパイラが必要です。配布要件はありません。 Intel OneMKLソルバーやMATLABスパースソルバーのLinux版代替ライブラリ。 |
NVIDIA CUDAツールキット CUDA Toolkit は、NVIDIA の GPU コンピューティング開発環境です。これには、nvcc コンパイラ、ランタイム、cuBLAS や cuFFT などの数学ライブラリ、プロファイラ、デバッガが含まれています。シミュレーション コード、機械学習フレームワーク、信号処理ソフトウェアの開発者がこれを使用しており、多くの商用ソルバーが GPU アクセラレーションにこれを使用しています。汎用 GPU コンピューティングを主流にしたことで知られています。NVIDIA は 2006 年と 2007 年に CUDA を発表しました。このツールキットは無料ですが、プロプライエタリです。公式の Linux サポートは、RHEL 8 ～ 10、Ubuntu LTS、Debian、SLES、Fedora をカバーしており、2026 年 3 月にリリースされた CUDA 13.2 以降は、AlmaLinux などの RHEL 再構築版もサポートしています。 特徴の詳細
Linuxの要件： RHEL 8～10、Ubuntu 22.04、24.04、26.04、Debian 12、13、SLES 15、16、Fedora 44、およびCUDA 13.2以降のRHELリビルド。NVIDIAは、ディストリビューションごとにカーネルとGCCのバージョン名を記載しています。 LinuxにおけるDirectCompute、OpenCL、あるいはWindows上の様々なツールキットの代替手段。 |
15. データサイエンスと機械学習
データサイエンスと機械学習ツールは、測定値をモデルに変換します。データのクリーニング、統計モデルまたはニューラルモデルの適合、およびテストを行います。エンジニアリング分野では、高コストなシミュレーションの代替モデル、センサー ストリームの異常検出、テスト ラボでの画像解析などが典型的な用途です。この分野では Python と少数のライブラリが採用されているため、ラップトップとサーバーの環境はほぼ同じです。Linux には 2 つの強みがあります。GPU ドライバーと CUDA は多くのディストリビューションでドキュメント化されており、conda などのパッケージ マネージャーで環境を正確に再構築できます。主なリスクは、ノートブックと本番環境の間で依存関係がずれることです。
私たちの見解： 前のセクションで述べたように、この分野ではLinuxは必須です。
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NumPyとSciPyを使ったPython Pythonは汎用言語であり、NumPyとSciPyによって科学計算プラットフォームへと進化します。NumPyは高速な多次元配列と線形代数を提供し、SciPyは最適化、積分、補間、信号処理、疎行列、統計機能を追加します。ほぼすべての分野のエンジニアや科学者が、データ分析、シミュレーションスクリプト、Matplotlibによるグラフ作成の基盤としてこれらを使用しています。これらは、それらを基盤とする膨大なライブラリ群で知られています。Guido van Rossumは1991年にPythonをリリースし、SciPyは2001年頃に開発が始まり、Travis Oliphantは2006年にNumPyを作成しました。Condaや仮想環境によって、ワークステーションとクラスタ間でパッケージのバージョンを再現可能にすることができます。これらはすべてLinux上でネイティブに動作し、すべて無料です。 特徴の詳細
Linuxの要件： 必須条件はありません。 MATLABやOriginPro、あるいはMicrosoft ExcelのLinux版代替ソフト。 |
JupyterLab JupyterLabは、ノートブック、テキストエディタ、ターミナル用の無料のオープンソースのブラウザベース環境です。ノートブックには、コード、結果、グラフ、説明文が混在し、カーネルを介してPython、Julia、Rなどの言語をサポートしています。科学者やエンジニアは、調査、教育、分析結果の共有にJupyterLabを使用します。JupyterLabは、2001年にFernando Pérezによって開始されたIPythonから、2014年のProject Jupyterを経て発展し、2018年にJupyterLabインターフェースが安定版としてリリースされました。Linuxでは、多くの場合サーバーまたはクラスタノード上で実行され、トンネルを介してアクセスされるため、分析結果をデータと常に同じ場所に置くことができます。長時間の実行は、ノートブックではなくスクリプトで行うのが適切です。 特徴の詳細
Linuxの要件： 特に要件はありません。リモート利用の場合は、SSHトンネルまたはハブが必要です。 MATLAB Live EditorやMathematicaノートブックのLinux版代替ツール。 |
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PyTorch PyTorchは、テンソル、自動微分、ニューラルネットワークモジュール、GPUアクセラレーションを備えた、無料のオープンソース機械学習フレームワークです。科学者は代理モデル、物理法則に基づくネットワーク、画像解析に、エンジニアは学習ベースの制御や信号処理に利用しています。実行時に定義するスタイルが特徴で、モデルのデバッグが容易です。MetaのAI研究グループが2016年と2017年に、以前のTorchライブラリをベースにリリースし、2022年にLinux Foundation傘下のPyTorch Foundationに移管されました。GPUトレーニングはNVIDIA CUDAスタックに依存しており、NVIDIAは多くのLinuxディストリビューション向けにそのドキュメントを提供しています。 特徴の詳細
Linuxの要件： GPUの使用はNVIDIAドライバーとCUDAのバージョンに依存します。CPUの使用にはディストリビューション要件はありません。 Linux版のMATLAB Deep Learning Toolbox、またはWindows版のMLの代替ツール。 |
scikit-learn scikit-learnは、古典的な機械学習のための無料のオープンソースPythonライブラリです。回帰、分類、クラスタリング、次元削減、モデル選択、前処理を、パイプラインとの一貫したインターフェースで提供します。エンジニアや科学者は、センサーデータ、テスト結果、プロセス監視などにscikit-learnを使用します。これらの分野では、ディープネットワークよりも小さく説明可能なモデルの方が優れている場合が多いからです。scikit-learnは、充実したドキュメントと統一された設計で知られています。2007年にDavid Cournapeau氏がGoogle Summer of Codeプロジェクトとして開発を開始し、2010年にINRIAのチームが最初の公開版をリリースしました。Linux上でネイティブに動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： 必須条件はありません。 Minitab、JMP、またはIBM SPSS ModelerのLinux版代替ソフトウェア。 |
16．研究ワークフローと再現性
研究ワークフローツールは、それ自体は何も計算しません。何が行われたか、どのファイル、バージョン、パラメータが使用されたかを記録することで、同僚や同じ人が1年後にそれを再現できるようにします。バージョン管理、文書作成、ワークフローエンジンは、この章の中核を成しています。再現性は統一的な概念であり、学術研究と同様に、規制された工学分野でも重要です。Linuxはこれらのツールの本拠地です。Gitはカーネルプロジェクトのために開発され、TeX Liveは任意のパッケージマネージャー経由でインストールでき、ワークフローエンジンはSlurmなどのスケジューラーに手順を渡します。これらのツールの要件は小さいですが、要求される規律は厳しくありません。
私たちの見解： 上記のものは必須だが、この分野の提供内容はそもそも限られているか、あまり専門的ではない。
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Git Gitは、無料のオープンソース分散型バージョン管理システムです。コード、入力デッキ、スクリプト、ドキュメントへのすべての変更を記録し、ブランチとタグをサポートし、複数のユーザーが同じファイルで作業できるようにします。エンジニアや科学者は、ソルバーの入力や解析スクリプトを追跡するためにGitを使用し、各結果の出所を追跡可能にします。Gitは、その高速性とLinuxカーネルのホスティングで知られています。カーネルプロジェクトがBitKeeperツールへのアクセスを失った後、Linus Torvaldsが2005年4月にGitを開発しました。GitはLinuxの世界から生まれたもので、主要なディストリビューションすべてにパッケージ化されています。 特徴の詳細
Linuxの要件： 必須条件はありません。 TortoiseSVNおよびTeam Foundation Version ControlのLinux版代替ソフトウェア。 |
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テックスライブ TeX Liveは、LaTeX、BibTeX、Biber、フォント、そして数千ものパッケージを含む、TeX組版システムの無料オープンソースディストリビューションです。数式、相互参照、参考文献、図表を含む高品質な文書を作成できます。科学者や技術者は、論文、学位論文、報告書、仕様書などにTeX Liveを使用しています。特に数式組版の質の高さで知られています。TeXは1978年にドナルド・クヌースによって開発され、LaTeXは1980年代初頭にレスリー・ランポートによって構築されました。TeX Liveは1990年代後半からTeXユーザーグループによって維持されています。主要なLinuxディストリビューションはすべて、パッケージマネージャーを通じてTeX Liveを提供しています。 特徴の詳細
Linuxの要件： 必須ではありません。フルインストールは大規模になります。 Linux版Microsoft Wordの代替となる数式エディタ、MiKTeX（またはScientific WorkPlace）などが挙げられる。 |
スネークメイク Snakemakeは、無料のオープンソースワークフロー管理システムです。入力ファイルから出力ファイルがどのように生成されるかを記述するルールを作成すると、Snakemakeが実行すべきステップを算出し、独立したステップを並列実行し、Slurmなどのスケジューラやクラウドに送信できます。バイオインフォマティクス研究者、気候科学者、エンジニアは、多段階分析の再現性を高めるためにSnakemakeを利用しています。Pythonベースの構文とcondaおよびコンテナのサポートで知られています。Johannes Köster氏が2012年頃に開発を開始しました。Linux上で動作します。 特徴の詳細
Linuxの要件： Pythonが必要です。配布要件はありません。 Alteryx DesignerやKNIMEのLinux版代替ソフト。 |
ボーナス：選び方のヒント
- まずはベンダーサポート一覧から始めましょう。 商用ツールの場合は、ベンダー名から正確な配布バージョンとマイナーリリースバージョンを特定し、それらすべてに適合するオペレーティングシステムを選択してください。
- バッチモードで動作するツールを優先的に使用しましょう。 コマンドラインとテキスト入力ファイルから起動するソルバーは、キューに追加したり、繰り返し実行したり、監査したりすることができる。
- 既知の事例で検証する。 新しいツールの組み合わせを信頼する前に、過去の研究を1つ再実行し、その結果を自分の許容範囲と比較してください。
- オープンソースツールと商用ツールを組み合わせる。 CalculiX を使用した Gmsh、または Code_Aster を使用した SALOME は、フリーチェーンが完全な研究をカバーできること、および商用ソルバーがオープンチェーンの途中に配置されることを示しています。
- ライセンス面を計画する。 商用パッケージにはライセンスサーバーが必要であり、一部のパッケージではLinuxに含まれていない特定のコンポーネントが必要となる場合があります。HFSSやCSTなどの除外事項を、契約前に必ず確認してください。
エンジニアと科学者にとって最適なLinuxソフトウェアに関する結論
エンジニアや科学者にとって最適なLinuxソフトウェアは、単一の製品ではなく、ツールチェーンです。数値計算環境、CADまたはEDAツール、ソルバー、ビジュアライザー、スケジューラー、そして作業記録ツールといったツール群があれば、ほとんどのプロジェクトに対応できます。そして、Linuxはそれらすべてをホストできるのです。
全16章を活用して、独自のチェーンを構築しましょう。ベンダーサポートリストから始め、既知のケースでテストを行い、すべての実行をスクリプト化してください。科学者向けのLinuxソフトウェア、およびLinux CAD/EDAソフトウェアは、2026年の実務をサポートするのに十分な成熟度を備えていますが、各項目で明確に示されているいくつかの例外があります。
よくある質問
Linux上で商用ソルバーを使用する場合、どのディストリビューションとマイナーリリースを選択すればよいですか？
ベンダーの好みではなく、ベンダーマトリックスから始め、すべてのベンダーがリストしている最大のリリースセットを選択してください。Ansys 2026 R1 では、RHEL 8.8、8.10、9.4、9.6 と Rocky Linux 8.10、9.4、9.6 がリストされているため、ソルバーノードのマイナーバージョンを固定し、ベンダーが次のバージョンを追加した後にのみ更新してください。Rocky や AlmaLinux などの再構築は実際には機能しますが、ベンダーは RHEL で再現できないケースを拒否する可能性があるため、障害再現用に RHEL マシンを 1 台契約しておいてください。
Linuxにおけるライセンス認証とインストールはどのように処理すればよいでしょうか？
ライセンスサーバーは独立したシステムとして扱い、ソルバーのインストール前にインストールを計画してください。Ansysでは、複数のリリースを時系列順にインストールする必要があります。そうしないと、すべてのリリースでライセンス認証が失敗する可能性があります。インストーラーによっては、Lumericalのようにデフォルトでrootアクセスが必要な場合があり、Mapleのアクティベーションにはlsbパッケージが必要になる場合があります。アカデミックコードには法的条件が追加されます。VASPは研究グループごとにライセンスされ、NAMDとORCAは学術用途または非商用用途に限り無料で使用できます。また、Gaussian Barsはベンダーと競合するすべてのユーザーが使用できます。
Linux上でのGPUコンピューティングにおいて重要なことは何でしょうか？
ドライバ、カーネル、コンパイラ、ツールキットはセットとして一致している必要があります。NVIDIAはディストリビューションごとに検証済みのカーネルとGCCバージョンを指定しており、CUDAコンパイラはメジャーバージョンが範囲外のホストコンパイラを拒否します。これは、GCC 16を搭載したFedora 44のような高速に変化するシステムでは重要です。CUDA 13.2以降、AlmaLinuxなどのRHELリビルドが正式にサポートされています。MATLABのGPU関数とGaussian GPUビルドは特定のカードしか受け付けないため、計算能力も確認してください。
これらのツールをサーバーやリモートワークステーション上でヘッドレスモードで実行するにはどうすればよいですか？
バッチモードを優先し、グラフィック面は別途テストしてください。Linux システム上でグラフィカルセッションのない Lumerical はシミュレーションファイルは実行できますが、スクリプトファイルは実行できません。LS-DYNA は通常コマンドラインから実行され、ParaView と VisIt はクライアント/サーバーモードを介してクラスタノード上でレンダリングできます。リモート OpenGL については、CST は VirtualGL または同様のソリューションを推奨しています。FLOW-3D は Mesa レンダラーを推奨しておらず、Ubuntu 26.04 は Wayland のみに対応しているため、展開前にリモートディスプレイと画面キャプチャをテストしてください。
商用ソルバーとオープンソースソルバーをSlurm、MPI、コンテナと統合するにはどうすればよいですか？
オペレーティングシステム、MPI、ライブラリのバージョンは、すべてのノードで同一にしてください。CST では計算ノードの均一性が必要であり、Calibre ではマスターホストとリモートホストで同じプラットフォーム識別子が必要であり、ドキュメント化されたセンターの 1 つは HFSS で Intel MPI のみをサポートしており、CONVERGE では HPC-X、Intel MPI、MPICH、または Open MPI がリストされています。環境モジュールまたは Spack では、複数のソルバーリリースを並行して保持します。Apptainer では、非特権ユーザー名前空間が必要であり、カーネル 4.18 以降が推奨されます。または setuid インストールが必要です。
ワークステーション、クラスター、そして年を跨いで結果を再現可能にするにはどうすればよいでしょうか？
実行ごとにソルバーのリリース、コンパイラ、MPI、入力ファイル、ライセンスログを記録し、環境を手動で再構築するのではなく、定義から再構築します。Condaまたは仮想環境はPythonスタックを固定し、Spackはコンパイラとライブラリのバリアントを記述し、コンテナは残りのものを固定します。コンパイラのバージョンはディストリビューションによって異なり、DymolaはGCCを使用してモデルを変換し、Synopsysは2026年のリリースでGCC 13.3という名前を付けているため、一部のツールはコンパイラに依存します。GitとSnakemakeなどのワークフローエンジンは、各結果を入力に結び付けます。
Linux版がない、または機能が制限されたLinux版しかないツールについてはどうすればいいですか？
移行前に除外対象をマッピングし、明確なフォールバックを用意してください。Altium DesignerとSolidWorksはWindows専用、SiemensはLinuxでのインタラクティブNXの提供を終了、MATLABはLinuxでデータ取得ツールボックスとスプレッドシートリンクを提供せず、AnsysはBladeGenとVistaツールをサポート対象外としています。一般的な解決策としては、準備にはWindows環境、解決にはLinux環境を用意し、CSTフロントエンドでLinuxソルバーサーバーを駆動する方法があります。仮想マシンはAltiumで検証されておらず、WSLは認定済みのネイティブインストールに取って代わるものではありません。
オペレーティングシステムのライフサイクル、セキュリティアップデート、ハードウェアのベースラインをどのように計画すればよいですか？
プロジェクトカレンダーには、サポート終了日を1年先まで記載してください。Fedora 43は2026年12月9日にサポートが終了し、Ubuntu 26.04 LTSは2031年まで標準メンテナンスが継続され、RHEL 10は2035年5月までメンテナンスが継続され、Debian 13 LTSは2030年6月30日にサポートが終了します。CentOS 7とScientific Linux 7は2024年6月にサポートが終了し、研究室は移行を余儀なくされました。プロセッサも確認してください。RHEL 10はx86-64-v2のサポートを終了し、SynopsysとCalibreのビルドにはAVX2が必要で、MATLABは将来的にAVX2を必須とすることを発表しています。
