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入门级工作站新标准——联想ThinkStation P300全测试

撰文/ 边丈峰

2014 年年底,联想发布了采用Intel 最新的E5v3 处理器和NVIDIA Kepler 架构专业显卡的全新ThinkStationP 系列工作站。其中包括, 入门级产品ThinkStationP300,中端主流级产品ThinkStation P500、ThinkStationP700, 以及最高端的ThinkStation P900 工作站。ThinkStation P300 作为ThinkStation 新系列的首款产品,与之前的E 系列定位相同,都是定位于基础级设计,但新系列的P300 工作站,对核心元件进行了升级换代,从产品设计到工作性能都有了很大提升。联想ThinkStation P300工作站主要面向制造业、数字娱乐、教育、金融、科研和医疗等行业的用户。

一、联想ThinkStation P300 工作站概述

联想ThinkStation P300 工作站是新系列工作站产品中的入门级产品。机箱采用了传统的25L 塔式机箱,P300工作站传承E 系列风格同时,提供尺寸仅为12.9L 的小机箱机型。

联想ThinkStation P300 支持Haswell 平台的英特尔酷睿和至强 E3v3 系列处理器,可搭载NVIDIA 的NVS 及Quadro 系列显卡,最高支持32GB DDR3 ECC 自纠错内存。本次测试的联想ThinkStation P300 工作站样机,采用英特尔至强 E3-1231v3 处理器和NVIDIA Quadro K600 专业显卡,并搭载4GB ECC 内存。

1. 处理器

联想ThinkStation P300 工作站, 采用英特尔至强E3-1231v3 处理器。处理器的性能往往决定了工作站的计算能力,反映到设计软件上就是影响复制、阵列和旋转等操作的速度。英特尔至强 E3-1231v3 处理器是四核八线程处理器,采用22 纳米工艺,单核最高频率为3.4GHz,三级缓存8M,可以保障入门级任务的流畅完成。

2. 专业显卡

联想ThinkStation P300 工作站搭载NVIDIA QuadroK600 专业显卡,专业显卡决定了整台图形工作站的图形性能。用户还可根据图形性能的需求自主选择:NVIDIAQuadro K2000、NVIDIA Quadro K4000、AMD FireProv3900 或AMD FirePro v4900。

NVIDIA Quadro K600 专业显卡在Quadro 系列中属于入门级产品, 性价比很高, 采用全新的Kepler 架构,内置192 个CUDA 核心,并配备了1GB DDR3 的显存,显存位宽为128bit,带宽为29.0GB/s。支持Shader Model5.0、OpenGL 4.4 和DirectX 11。Quadro K600 相比同级别专业显卡具有节能和性能强劲等优势。

3. 小结

联想ThinkStation P300 工作站整体设计较上一代产品有了很大改变,外型上将原有的外置人体工学把手改进为内嵌式设计,这样方便用户进行集中部署。前置USB 接口采用了分隔式设计,外接设备时不互相干扰。内部设计上,联想ThinkStation P300 工作站已经初现模块化设计端倪。这种模块化设计可以提高工作站整体散热效果,提高能源利用效率,方便进行部件更换。

联想ThinkStation P300 工作站CPU 等核心部件的性能较上一代产品有所提高,内部与外部结构设计也更加合理。我们估计,联想ThinkStation P300 工作站在有关计算和渲染方面的测试中表现会十分突出。

二、基准测试——SPEC Viewperf 11 测试

SPECviewPerf 是一个专业级、符合工业标准的OpenGL 图形效能测试分析软件。SPECviewperf 11 中包含有8 个不同的测试环节,每个环节都能模拟一款CAD/CAM 软件,其中一些测试场景甚至包含超过6000 万个顶点的数据,能够充分反映出工作站的专业性能,更贴近真实工作环境。本次测试成绩将对比联想ThinkStation 同级别上一代产品ThinkStation E32 工作站。但由于ThinkStationE32 工作站测试时使用的是8GB 内存,所以某些项目成绩可能偏高,测试平台分辨率均调节在800×600,并打开全屏抗锯齿,其它设置相同。测试进行5 次取平均分数测试成绩对比如表所示。

(1)ThinkStation P300 测试成绩较ThinkStationE32 除Maya 外, 各项均有不同程度的提高。其中lightwave-01 和sw-02 有大幅提升,成绩提升幅度达30%和60% 左右。

(2)Maya 测试包括着色、屏幕空间蔽塞着色、屏幕空间蔽塞着色多采样抗锯齿、屏幕空间蔽塞着色多采样抗锯齿+ 浮点渲染对象和线框图。对CPU、内存和显卡的要求都很高,ThinkStation P300 测试平台较ThinkStationE32 测试平台少4GB 内存,所以分数较低。但符合入门工作站的定位,可以保证基础设计的运行。

(3)SolidWorks 测试包括着色图、边缘着色图和环境光吸收等测试项目。在内存少4GB 的情况下,成绩依然可以提升近60%,这得益于新架构的CPU 和针对三维设计软件进行优化的NVIDIA 最新显卡驱动程序。Solidworks 在实际应用中的性能提升情况,有待在应用测试中进一步检验。

(4)本次测试的ThinkStation P300 工作站较E 系列工作站计算能力和渲染能力有大幅提升,在内存数不占优势的情况下,测试成绩依然不受太多影响,说明在执行入门级任务时,工作站的配置需要均衡分配,性能往往取决于“最短的木板”。

三、应用测试

1.SolidWorks 2014 测试

SolidWorks 是一款基于Windows 开发的三维设计软件,普遍应用在通用机械设计行业。该软件属于基础设计软件,在业内有广泛的用户和影响力。SolidWorks 与ThinkStation P300 工作站定位相似,所以SolidWorks 可以算是检验入门级工作站的一个必要项目。选择SolidWorks2014 版本进行测试,也是检验其性能提升情况。本次测试的模型是500 个零件以上的发动机模型,属于中等复杂程度的模型。其他环境参数等设置均设为常用值。

打开SolidWorks 2014,载入模型。模型载入是一项基本工作,但载入零件数较多的模型对工作站的性能要求较高。一般来说,载入过程分为数据载入和模型显示两个阶段,数据载入阶段主要考验工作站的I/O 性能,模型显示阶段则考验CPU 和GPU 的运算和渲染能力。在这一步测试中,模型载入的时间越短说明工作站性能越强。本项操作,用时约6 秒左右,很流畅地打开了要测试的模型。

模型打开后显示良好,没有出现显示不全或线面错误的情况。接下来继续执行拖动、缩放、选中、隐藏/ 显示部分零件等操作,未出现粘滞的情况。在执行线框模式下,工作站未出现明显停顿,整体效果流畅,且线条清晰。

设置零件间的配合和约束。这项操作计算量极大,主要考察工作站的CPU 运算能力及内存容量。在设置零件间的配合和约束过程中,ThinkStation P300 工作站仅有小于1 秒的略微停顿,整体操作流畅,操作感受体验良好。

渲染对工作站性能有很高要求,对CPU、显卡、内存的要求尤为严格。首先对模型进行材质设置,载入渲染背景,默认无纹理,采用默认光源进行渲染。之后载入光源,显示画质的最高级别。ThinkStation P300 工作站用时约20 秒完成渲染任务,整体操作流畅,生成渲染图速度较快。

联想ThinkStation P300 工作站顺利地完成了既定的SolidWorks 2014 各项测试。测试模型及操作代表了基础设计的常规任务,证明联想ThinkStation P300 工作站符合基础设计工程师的需求。基准测试成绩基本符合操作感受,建议对于模型零件数较大或对渲染要求较高的用户,应按照自己实际情况选择联想提供的ThinkStation P300较高配置。

2.NX 9 测试

NX 是集计算机辅助设计、制造和工程分析于一身的全面综合解决方案,由Siemens PLM Software 提供。NX 软件应用十分广泛,尤其是在高端制造业领域,如航空航天,汽车制造等多数会用到NX 软件,在模具制造行业NX 也有不可取代的位置。

本次测试的模型为汽车内饰,零件数在500 以上。评测过程中,执行了模型载入、装配、添加约束条件及渲染等操作。以检验ThinkStation P300 工作站是否可以满足工程师日常工作需求。

模型载入时间约为10 秒,这个时间对于入门级工作站来说已经是十分迅速了。执行缩放、平移和选取等操作流畅。执行复制和镜像操作,工作站略有1 ~ 2 秒停顿,但整体操作感受流畅,无宕机现象发生。

工程师在进行设计过程中,往往需要把众多零件按照一定的约束条件装配到一起形成一个部件。这个过程主要考察工作站的运算能力。尤其是很多零件同时进行约束形成一个大型装配体的时候,要求工作站有极强的计算能力。在装配过程中,中间未出现明显延迟或硬件资源不足的情况,能够准确地选取约束条件,并且模型的画面表现十分完整,可以顺利完成模型的装配工作。

NX 9 有很强的渲染功能,工程师完全可以在NX 9中进行渲染,不必再将模型导入其他渲染软件中渲染。模型设置材料为金属材质、颜色为物体本身颜色,默认光源。渲染总共耗时约30 秒。

联想ThinkStation P300 工作站能够较好地支持NX 9软件的常规任务操作。对于500 个零件级的基础设计,联想ThinkStation P300 工作站基本可以胜任。但NX 9 毕竟是一款高端设计软件,在操作上虽然没有明显的卡顿现象,但反应效果较之前测试的Solidworks 有所差别。使用NX 进行复杂设计的工程师可以选择联想更高端的产品进行设计。

四、结语

联想ThinkStation P300 是一款高性价比工作站。无论从外观还是性能,较E 系列均有明显改善。应用测试及基准测试结果表明,联想ThinkStation P300 工作站适合使用Solidworks、Inventor、AutoCAD 等软件的制造业企业用户使用,使用NX 或Creo 等软件进行基础设计的用户也可以选购联想ThinkStation P300 工作站中高配。作为ThinkStation P 系列工作站的开山之作,ThinkStationP300 不辱使命,真正做到了“建所未见”!

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