2024年2月22日发(作者：云采珊)
栏目主持：朱辉杰 投稿信箱：ｚｈｕｈｉ＠ｉｄｎｏｖｏ．ｃｏｍ．ｃｎ “超越’’图形 联想图形工作站 文／朱辉杰 测试／朱辉杰宋佳 认识Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０：从三个真实的故事开始 小宋的烦恼 工程师小宋在深圳一家中型塑料模具企业工作，这家企 业主要设计手机、ＭＰ３、上网本等数码电子产品的外观和模 具。最近，公司正在对设计人员进行轮岗脱产培训Ｉ，原因是 公司希望一部分设计人员可以利用ＣＯＳＭＯＳ软件（一种基于 设计流程进行整合。传统上，图形工作站更多地服务于外观造 型设计和详细设计阶段，这一阶段强调工作站的图形性能。在 流程整合之后，工作站要承担一部分方案验证和仿真分析工 作，而这一阶段则更强调系统的总体计算能力。传统的图形工 作站必须“超越”图形，实现功能、性能的扩展。 小宋的烦恼在于，他配置的工作站偏向于专业图形性能， 而疏忽了整体计算性能，因此适合ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ、ＰｈｏｔｏＷｏｒｋｓ图 形应用，而在分析计算阶段遇到了性能瓶颈。 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的ＣＡＥ分析验证软件）对设计方案进行实时的结 构分析和验证，而另～部分设计人员则使用Ｍｏ］ｄｆｌｏｗ Ｐｌａｓ— ｔｉｃｓ Ａｄｖｉｓｅｒｓ对塑料模流进行分析和预测。 两周的培训结束，小宋将迎来新 的工作任务，而烦恼也接踵而来。他 原本使用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件进行造型设 计和结构设计，偶尔需要用Ｐｈｏ— ｔｏＷｏｒｋｓ制作效果图。年初公司刚刚 给他更换了新的计算机，为了流畅地 运行ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ和ＰｈｏｔｏＷｏｒｋｓ，小宋 还特别申请了一片昂贵的ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ显卡，半年多来，新计算机的 图形能力令人非常满意。然而，当小 宋使用ＣＯＳＭＯＳ时才发现，对于不太 强调图形性能的ＣＡＥ程序而言，这台 计算机的工作效率低得令人发指。他 经常花费半个多小时的时间，只为了 等待～个计算结果，如果分析结果不 理想，在调整设计方案后，另一次漫 长的等待就又要开始。虽然，小宋有了一个又一个的抽烟时 小宋需要全能的图形工作站，既具备足够的专业图形性 能，又具备一定的综合计算能力。本次测试的联想Ｔｈｉｎｋｓｔａ－ ｔｉｏｎ Ｃ２０能解决这一问题吗？ 间，但低效率显然无法满足客户对设计周期的要求。 随着设计周期的缩短和设计质量需求的提高，从外观造型 设计到详细设计，从详细设计到方案验证和仿真分析，很多企 业都采取了“压缩”的方式，在设计团队内部分工的基础上对 委屈的老胡 在宁波的一家电气企业，工程师老胡正面临被解雇甚至 ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・２０１０年第１０期 ６３
被起诉的危机。这家企业怀疑老胡通过技术手段拷贝了部分 图纸，并泄露给了竞争对手，造成了企业近４００万的损失。 内，当时公司只有两个人、两台计算机，其中一台图形工作 站的“个头”非常大，横竖都放不进汽车的后备箱，没办法 老胡感觉很委屈。实际上，这家企业的设计部门除了安装过 加密软件外，没有采取任何安保管理措施和物理技术手段， 该部门至少有４Ｏ个工程师可以接触到计算机，而且具备和老 只好敞着后备箱跑了几十公里。而现在，公司已经有将近２０ 个人、几十台计算机了，搬家成了大工程。 “这些图形工作 站太大、太沉了，我还给搬家公司加了２００多块钱，累得两 工人直喘粗气。”宁盯着工人小心翼翼地搬着这些“宝贝”。 胡一样的访问、操作权限，通过ＵＳＢ、硬盘拷贝的方式很容 易获得任何相关的图纸数据，为什么偏偏是老胡？ 知识经济时代，类似的信息安全隐患在很多企业中存在， 有些企业采取软件加密手段，有些企业采取权限管理，有些 企业采取封闭网络和禁用各种物理拷贝手段的方式……为什 么不将图形工作站统一管理、与工程师实现物理隔离呢 企 业完全可以仿照服务器的管理模式，将图形工作站放入标准 的机柜，实现集中部署、集中管理，利用企业内部的网络环 公司新址在７９８艺术区，原本是个雕塑工作室，地方不 大，但装修得很有艺术情调。宁说： “搬过去还算容易，可 摆放这些大号的工作站才麻烦，我们不想拆掉那些漂亮的雕 塑品，可空间确实有限，人、雕塑和机器都要空间，要是这 些机器能少占点地方就好了。” 在工业设计、艺术设计这些发展迅速的创新产业领域， 集中着大量的中小型企业，仅北京地区，中小型的工业设计 公司和工作室就超过了８００家。在经济和制造业更为活跃的 境，工程师可以根据个人权限远程检入、检出设计数据，从 而避免直接物理性的接触图形工作站。 如此一来，不仅提高了信息的安全程度，而且对于设计 环境、设计数据的管理也更为方便了。对于工程师而言，也 避免了“瓜田李下”的尴尬。 那么，体积庞大的图形工作站能不能放入标准的机架呢？ 本期测试的联想Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０能给我一个满意的答案吗？ 长三角、珠三角等地区，以中小企业为主的创新设计模式更 为普遍。这些公司普遍业务繁忙，但工作环境条件有限，他 们需要性能强大、体积小巧的图形工作站。 同时，这些企业还缺乏专门的ＩＴ人员，计算机的维护完 全依靠设计人员自身，因此，运行稳定、易于维护的计算机 更受到这类企业的青睐。 那么，联想Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０性能如何？体积几何？易 用性如何？ 小宋、老胡和宁小鹏各有各的问题，他们对图形工作站 小宁走进７９８ 宁小鹏（下简称“宁”）的公司又在搬家，从１９９９年成 立小宁设计工作室以来，宁已经记不清自己搬了多少次的家。 他只记得第一次搬家是从清华工艺美院的老地址搬到清华园 的性能和功能有着不同的诉求，下面我们就开始正式了解和 测试联想Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０图形工作站。 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０如何超越图形 显卡、处理器、内存和ＳＳＤ——全面性能提升 根据传统经验，图形工作站的专业图形性能主要取决于 显卡，其运算性能则主要依靠处理器、内存和硬盘。当然， ＣＵＤＡ技术使ＮＶＩＤＩＡ显卡（Ｓｔｒｅａｍ技术则对应ＡＭＤ ＡＴＩ的显 卡）加速计算成为可能，但是，目前在商用ＣＡＥ领域，无需 开发可直接应用ＣＵＤＡ、Ｓｔｒｅａｍ加速的解算程序还非常鲜见， 因此对于终端用户而言，普通的专业显卡还无法直接对系统 计算性能产生影响。 在图形性能方面，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０允许用户根据图形 应用的需求，选配ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ ＦＸＩ８００、ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ４８００直至ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ５８００等各种等级的专业显卡， 从而提供多样化的专业图形性能。截止到发稿日，ＮＶＩＤＩＡ公 司发布了新一代的Ｑｕａｄｒｏ显卡，包括Ｑｕａｄｒｏ ５０００和 Ｑｕｄａｄｒｏ ６０００等多片中高端显卡，新一代显卡的硬件配置有 了大幅度的提升。 而联想公司也随后在Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０平台上向用户提 供Ｑｕａｄｒｏ ５０００和Ｑｕｄａｄｒｏ ６０００等显卡的选装项。 在综合计算性能方面，双路图形工作站Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０的配置非常抢眼。Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０可以支持最新的双路 Ｉｎｔｅｌ Ｘｅｏｎ ５６００系列处理器（Ｗｅｓｔｍｅｒｅ），包括３．３３ＧＨｚ的六 ６４ ＣＡＤ￣ＡＭ与制造业信息化・ｗｗｗ．ｉｄｎｏｖｏ．ｃｏｒｎ ｃｎ 核Ｘｅｏｎ Ｘ５６８０和四核Ｘｅｏｎ Ｘ５６７７（３．４６ＧＨｚ），相比上一代４５ 纳米制程Ｉｎｔｅｌ Ｘｅｏｎ ５５００系列处理器，总体性能提高了６０％ 之多。高性能的处理器为计算性能提供了基本的保障。Ｉｎｔｅｌ Ｘｅｏｎ ５６００系列处理器仍然支持Ｉｎｔｅｌ Ｔｕｒｂｏ Ｂｏｏｓｔ技术—— 对于单核、单线程计算项目，可以起到一定的运算加速效 能，Ｉｎｔｅｌ Ｈｙｐｅｒ—Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏ１０ｇｙ——超线程技术，适 于多任务环境，对于前台设计、后台ＣＡＥ验证计算的应用模
栏目主持：朱辉杰 投稿信箱：ｚｈｕｈｊ＠ｉｄｎｏｖｏ．ｃｏｍ．ｃｎ 式非常有用，以及Ｉｎｔｅｌ Ｖ１ｒｔｕａ１１ｚａｔ１Ｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌ－ 置的工作站由于性能强、任务重、发热量大，考虑散热问题， 机箱容积甚至超过了６０升。这些大家伙摆放在一般的办公桌 ｏｇｙ——虚拟化技术，有 利于充分利用系统资源。 上，办公桌都会颤颤巍巍的，也难怪会把搬家工人累得半死。 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０小巧的外观与传统工作站的区别一目 此外，由于ＣＡＥ计 算是通过大量的迭代和 数据回溯来完成的，中 间数据量非常庞大，因 此随着计算规模的扩大， 对内存量的需求也相应 了然。尽管还是方方正正的，并采用了很商务化的酷黑整体 颜色，但Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０机箱的总容积只有２４．６升，和一 台普通的商用机类似。 据了解，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０的机箱和结构是经过联想美国 研发中心重新设计的，在满足性能、稳定性的基础上，优化 了机箱各个部件的布局，使散热流道更为通畅，同时使得整 体体积大幅度缩小。这样做的目是使Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０可以 安置在标准的机架中，既节省了空间，同时方便工作站集中 管理。一般情况下，一个４２Ｕ的机柜只能容纳１０台普通的 双路工作站，而经过优化后，同样的机柜可以容纳１４台 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０工作站。 增大，对磁盘读写性能 也提出了更高的要求。 有经验的工程师在遇到 计算性能瓶颈时，不仅 仅要考虑升级处理器， 还要根据计算峰值的内存消耗量和磁盘Ｉ／０情况，相应增加 内存和改善磁盘性能。 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０有１２条ＤＩＭＭ内存插槽，如果安装单 条８ＧＢ的内存，最大可以支持９６ＧＢ的全缓 中内存，完全可以 适应常规工作站级别的ＣＡＥ计算项目。一般情况下（６４位操 作系统），适于单台工作站运行的ＣＡＥ项目，ｌ６ＧＢ内存已经 足够。特殊情况下会考虑增加到３２ＧＢ或以上的容量（如本台 工作站作为ＧＲＩＤ计算中的头结点）。 除了内存量外，影响计算性能的另一个因素是内存和处理 器之间的数据带宽。传统上，由于处理器和内存之间存在带宽 瓶颈，在持续的计算过程中影响数据交换效率，从而拖慢了整 个计算过程。这个问题在Ｉｎｔｅｌ Ｘｅｏｎ ５６００系列处理器中得到 了完美的解决，采用Ｉｎｔｅｌ Ｘｅｏｎ ５６００系列处理器的Ｔｈｉｎｋｓｔａ— ｔｉｏｎ Ｃ２０更适于长时间运行较大规模的ＣＡＥ计算任务。 在磁盘性能方面，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０可以安装两个高性 能磁盘（也可升级成三个），还可以组成ＲＡＩＤ阵列提高磁盘 Ｉ／。性能。如果发现传统磁盘仍然无法满足计算过程中频繁读 写的需求，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０甚至允许用户在传统磁盘基础 上，选配一块新型的ＳＳＤ固态硬盘作为辅助。由于ＳＳＤ固态 如果将多台小巧的Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０集中放入机柜，统 进行管理，既可以满足“宁小鹏们”对节省空间的需求， 又可以缓解“老胡们”的信息安全管理问题。 硬盘的读写性能大幅优于传统磁盘（ＳＳＤ的连续读写性能很 强大，特别适于持续性的ＣＡＥ计算任务），因而能对较大规模 的ＣＡＥ计算项目起到优化和加速作用。 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０在显卡、处理器、内存和磁盘方面提供 了全面的升级，采用了大量的新技术，增强了综合性能。对于 第一个故事中的小宋而言，无论是强调专业图形性能的 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ，还是强调综合计算性能的ＣＡＥ应用ＯＳＭＯＳ、Ｍｏｌｄ－ ｆｌｏｗ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｖｉｓｅｒｓ，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０都有很强的针对性。 台式工作站攀上标准机柜 图形工作站是面向关键图形和计算任务而设计的专用计 除了体积小巧外，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０还在易用性方面体现 了更多的“想象力”。Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０采用了新机构的免拆 卸机箱，更换硬盘、显卡、内存等常用配件更为方便，不需 要专业的ＩＴ技术人员，工程师、设计师自己就可以动手解 决，这并不比更换饮水机的水桶难度大。一台Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・２０１０年第１０期 ６５ 算机，为了性能、稳定性（散热等问题）等因素，传统图形 工作站的体积都十分庞大。而且，性能越强的工作站体积往 往越大。一般工作站机箱的容积均在４５升以上，有些高端配
Ｃ２０最多可以支持８台显示终端，对于多任务、多屏操作提 供了便利。Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０的前面板也很有意思，所有的 接口、按键都有夜光提示，适合夜间准确无误地操作，而 ＰＯＷＥＲ按键还是内陷的，避免误触。 除了硬件部分之外，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０提供了联想商用机 特有的ＴｈｉｎｋＶａｎｔａｇｅ程序，有联想笔记本、商用机应用经验 的用户都熟悉这个非常方便的程序，用户可以利用这个程序 自己对系统进行检测、优化和故障排除，从而使计算机始终 处于最佳的运行状态。 从造型设计到分析验证的完整测试 表Ｉ系统配置情况 处理器 双路四核至强Ｅ５６２０处理器（主频２ ４ＧＨｚ），双路六核至弦 Ｘ５６７０（主频２．９３ＧＨｚ） 我们在Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０上安装了Ｔｈｉｎｋｄｅｓｉｇｎ，并实测 ｊｎｋｄｅ５ｊｇｎ的典型模型数据，看看“双Ｔｈｉｎｋ”组合能提供 怎样的性能表现。 内存 ４ＧＢ．６ＧＢ 显卡 硬盘 Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ １８００和Ｑｕａｄｒｏ ５【）（）０ ５【）１）ＧＢ ＳＡＴＡ 操作系统 Ｗｉｎｄｏｗｓ ７ ６４位旗舰版 工业产品的造型设计——Ｔｈｉｎｋｄｅｓｉｇｎ 关于工业产品的造型设计和其母学科工业设计，最流行 的反面案例就是“某界世界食品博览会中装在土得掉渣的陶 罐里的某中国名酒”的故事，而正面案例就是ｉＰＨＯＮＥ和ＩＰＡＤ 的成功。 不可否认，工业产品的造型设计对于个性化、多元化的 消费市场而言已经是不可或缺的。国内有很多专业的公司从 事工业产品的造型设计，如上文提到的“小宁工作室”就是 其中之一。很多汽车、消费电子产品和家电企业甚至将工业 造型设计的地位提高到与详细功能设计等同的地步。 工业造型设计离不开工业设计软件和工程设计软件，更 离不开图形工作站硬件平台。本期测试，我们特别选择了一 款特殊的软件——Ｔｈ１ｎｋｄｅｓ１ｇｎ。Ｔｈｉｎｋｄｅｓｉｇｎ脱胎于著名的意 实体渲染模式 线框模式 表２ Ｔｈｉｎｋｄｅｓｉｇ￣ａ测试结果 蕊 豳豳明豳鹾 瑟盈鳃 豳避嘲熬雕１４ ９ ．——＿■■日■ ■■■■｜＿ ３８ ３４ 大利工业造型软件Ｔｈｉｎｋ３，由于具备独特的全局建模和修改 功能，且具备完整的ＣＡＤ／ＣＡＭ模块，Ｔｈｉｎｋｄｅｓｉｇｎ适合工业造 型设计，同时为产品的后期功能设计和制造加工奠定了基础。 ￥ｊｍｌｔ１ ¨一ｌＤ・ｅ＿ｍｈ。，”“・・ｌｌｉｍｉｉｌ３＂ｌ＂ｔＯｌＪｉｔｉｉ・－Ｉ Ｂ“ｗｄ ‘ 带隐藏线的高质量渲染模式 １１ ３４ 高质量动态渲染模式 ９ ３５ 啦ｃ Ｍｔ＾如●ｒ扯“ ●ｏｔｎ ４ 一 萝 田１ ０ ｔ＂ｔ ＾ｄ～ｌ∞吖删ｓｓ距一 ＿＿ 脚，＿ ‘Ｉ“妊 ｉ ：五： ！ ＝嘲 Ｉ 嗣帆…ＶＩｆｔ－ｌＩ Ｉｔ 同钾婶ｈｉｃ● ｃ●ｄ Ｅ ‘ Ｉ￣ｈｔ 譬－’ Ｆ…＾Ｉ， ：２．Ｃｏｐｙ“ｑ ！竺！ ！竺 ：ｌ ｈ●Ｕ・ｈ ■ ●●ｃｃｄＩｒ－ｔｌ俺 ●－ｈＩ ｃｔ Ｃ－ｒｄ Ｉ－・‘● ｐｈ．ｈ１・ｍ …４ 目Ｒ●ｆ．ｒ●ｎｅ●Ｓ”ｔ－ ｂｆ．ｒｔ Ｐ“ｈ ｓｈ竹矗－・ｒｌｔｌ（卸－） ｐ ｈ・ｂｌ●ｐｂｕｆｆ￣ ｔ ｈ“ｈ￣ｅｌｅｉ ｄ・ｈ ｈ…‘ｐｆ… ａｔｉｏ￣ 离卸・・ ｆａｒ．ｆｅｅｌＳ ｃ１ｌ曲ｏ．ｒｄ，日ｒ‘■．Ｄｒ Ｐｒｏｆｉ１● ＾一ｂ１ Ｓｈ．ｆ・ｄ☆ Ｄ…Ｍ ・ 自■４ｄｄ Ｓｔｒｕｔｔ…一 ． 一 ． ’ Ｉ Ｉ ｃ…ｌ Ｉ Ｄ・ｆ．ｄｔ Ｉ－ ｃｈ Ｔｈｉｎｋｄｅｓｉｇｎ可以充分利用专业显卡的性能 ６６ ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・ＷＷＷ．ｉｄｎｏｖｏ ｃｏｒｎ．ｃｎ
栏目主持：朱辉杰 投稿信箱：ｚｈｕｈｊ＠ｉｄｎｏｖｏ．ｔｏｍ．ｃｎ 说明和分析： （１）测试以系统处理图形的流畅度为基准，而流畅度以 帧数为衡量指标。由于模型的形态不同，系统表现也不尽相 同。从测试成绩看，实体模型状态最流畅，而线框则对系统 压力较大。带有隐藏线的模型涉及到消隐计算，因此，对系 统资源也会有一定的消耗。 （２）本部分测试仅针对图形性能，对处理器、内存等计 算性能相关的部件压力不大，因此，统一采用了两颗四核至 强Ｅ５６２０处理器（主频２．４ＧＨｚ）、４ＧＢ内存的配置，仅更换显 卡——０ｕａｄｒ０ ＦＸ １ ８００币口Ｑｕａｄｒｏ ５０００。 （３）Ｏｕａｄｒｏ ＦＸ １８００是第十代ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ显卡的 表３ Ｖｉｅｗｐｅｒｆ１１测试结果１ 主流中端产品，配置７６８ＭＢ显存，显存带宽达到３８．４ＧＢ／ｓ， 性能中规中矩。重点在于另一片Ｏｕａｄｒｏ ５０００，这是新一代 ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ显卡的代表，是高端显卡Ｑｕａｄｒｏ ４８００的换代 产品。其显存高达２５６０ＭＢ，由于采用３２０位的显存，其显存 ｃａｔｉａ－０３ ２１３７ ４４．９８ ｅｎｓｉｇｈｔ一０４ ｌｉｇｈｔｗａｖｅ一０１ ｍａｙａ－０３ ｐｒｏｅ－０５ ｇｗ一０２ ｃｃｖｉｓ—Ｏ２ ｅｘ－０１ ｒ９．６３ ３７．８７ ３０．６５ ８．Ｏ７ ３３．２６ １５．７６ １６．Ｏ５ ４１．０５ ５４．１９ ９７．２６ １Ｏ．１３ ５３．４０ ４２．５６ ４３．Ｏ５ 带宽更是高达１ ２０ＧＢＩＳ，是Ｑｕａｄｒｏ １ ８００的三倍！请诸位读者 特别关注，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０基本配置不变，而显卡更换导 致的性能飞跃。 （４） 由于Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ ５０００的性能超强，所有项目测试的 帧数几乎没有太明显的变化，均保持了高度的流畅。更换 Ｏｕａｄｒｏ ５０００的Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０比采用Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ １ ８００的 处理器和６ＧＢ内存。 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０性能提高１ ７０％￣２８０％ｊ总体而言，采用双 路四核处理器和４ＧＢ内存的Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０，如果要运行 中等复杂程度及以上的设计任务（５００个零件或高质量曲面 造型等任务），应该配置稍高于Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ １８００的显卡，例 如Ｏｕａｄｒｏ ＦＸ ３８００，而Ｑｕａｄｒｏ ５０００则是非常“昂贵”的选 说明与分析： （１）由于硬件配置和代差，采用ＮＶＩＤＩＡ Ｏｕａｄｒｏ ５０００的 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０取得大胜，结果在预料之中。 （２）在ＳＰＥＣｖｉｅｗｐｅｒｆ ｌ１的测试中，ＮＶＩＤＩＡ Ｏｕａｄｒｏ ＦＸ １８００的得分还是过得去的，但是比ＳＰＥＣｖｉｅｗｐｅｒｆ １Ｏ要降低 择，适用于高端的图形设计项目。 很多（可以参考本刊往期测试）。随着２０１ １年一些新的ＣＡＤ 软件更新图形支持接口，支持更多图形特效，ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ 详细设计——新基准ＳＰＥＣ Ｖｉｅｗｐｅｆｆ １ １ ＳＰＥＣ Ｖｉｅｗｐｅｒｆ具备实物模型和实体环境，因此从其诞生 之日起就成为了工作站ＣＡＤ图形应用性能的基准测试程序。 在ＮＶＩＤＩＡ发布新一代Ｏｕａｄｒｏ ＦＸ系列显卡前夕，ＳＰＥＣ组织发 布了Ｖｉｅｗｐｅｒｆ的新版本——ＳＰＥＣｖ１ｅｗＤｅｒｆ ｌ１。 相比上一版本，ＳＰＥＣｖｉｅｗｐｅｒｆ ｌ１支持新的软件界面， ＦＸ １８００将很难应付。如果是２０１０年秋季之后采购，还是建 议配置新一代的显卡，以便应付未来１～２年的软件功能更新。 （３）ＳＰＥＣｖｉｅｗｐｅｒｆ ｌｌ建议测试环境采用１９２０ Ｘ １２００的 分辨率、至少３ＧＢ内存和至少５１２ＭＢ显存，低于这一标准或 者无法运行测试，或者测试成绩不具备同类参考性。应该说， 上述建议环境已经是２０１０年三维设计比较主流的设计平台 标准了。Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０是主流的图形工作站。 第二轮测试：不更换显卡，而更换处理器和内存。 表４ Ｖｉｅｗｐｅｆｆ １１测试结果２ 暖拳露雕露ｇ鞘豁嘲 ————＿ —一一 ～ 一 一一—●５ 终于可以自动进行操作系统选择和循环测试。新版本还增 加、更新了原有８个测试项目中的模型数据，如针对ＮＸ的 测试提高了模型的数据量，针对Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ的测试增加了高 动态模型数据，而针对ＣＡＴＩＡ的测试终于增加了创成式建模 部分的数据。这些更新一方面引入了对ＯｐｅｎＧＬ １．５版本新 ｃａｄａ一０３ ４２．２７ ４４．９８ 图形参数的支持，一方面考虑到了各ＣＡＤ软件版本的更新和 功能的增强。 为了充分测试Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０在新ＳＰＥＣｖｉｅｗｐｅｒｆ ｌ１ ｅｎｓｉｇ｝Ｉｔ一０４ ｔｗａｖｅ一０１ ｍａｙａ－０３ ｐｒｏｅ一０５ ｓｗ－０２ ｔｃｖｉｓ－０２ ｅｘ－０１ｒ ３９．３６ ５０．２７ ９５．９１ ９．８０ ４９．０９ ３８．２２ ４０．１３ ４１．Ｏ５ ５４．１９ ９７．２６ １０．１３ ５３．４０ ４２．５６ ４３．Ｏ５ 测试中的性能，也为了测试处理器性能对图形整体性能的影 响，我们采用了两种测试方法。第一，更换两块显卡，但均 采用高端的双路六核至强Ｘ５６７０处理器和６ＧＢ内存。第二， 不更换显卡（Ｑｕａｄｒｏ ５０００），但更换处理器和内存。测试结 果如下表所示。 说明与分析： 第一轮测试：更换显卡，但均采用双路六核至强Ｘ５６７０ （１）更换Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０的处理器和增加内存对图形性 ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・２０１０年第１０期 ６７
能的影响非常小，在２％－８％之间。可见，显卡是决定ＣＡＤ图 形应用性能的主要因素，因此，对于单纯的ＣＡＤ用户、造型 设计用户而言，在有限的预算内，给Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０配置 一由于ＣＡＥ程序普遍对显卡的要求不高，因此，在测试过 程中均采用ＮＶＩＤＩＡ Ｏｕａｄｒｏ ＦＸ １８００显卡，而处理器和内存则 分成两组。 片好的显卡更重要。 ＣＡ Ｅ分析验证——多物理场ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ ＣＡＥ工具是现代优化设计方法的重要组成部分，而且正 成为驱动设计创新的源动力。一个设计方案是否合理，传统 上是依靠实践经验判定，而ＣＡＥ技术则在结构、力、热、声、 光、电等学科提供了专业化的验证设计方案的软件，依靠这 些软件设计师可以校核方案，从而有针对性的进行方案优化 和修改，提高设计质量和设计成功率。传统上，大型ＣＡＥ项 目的解算是依靠计算服务器、集群去完成的，但是，随着工 作站性能的增强和设计、分析流程的整合，越来越多的工程 师在设计的同时，会基于工作站平台利用ＣＡＥ技术验证方案， 从而实现在设计早期发现问题、解决问题。因此，Ｔｈ￣ｎｋｓｔａ－ ｔｉｏｎ Ｃ２０这类综合计算性能较为强大的工作站有了更广泛的 用武之地。 测试结果如表５。 表５ ＣＯＭＳＯＬ测试结果 项目 Ｅ５６２０处理器和 Ｘ５６７０处理器和 是著名的ＣＡＥ软件，它将各种专业学科的前处理和解算 过程集成在统～的ＧＵＩ下面，而且ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ提供 了良好学科算例系统。我们本次测试采用Ｗｉｎｄｏｗｓ版本的 ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ，而算例来自软件各学科本身的数据集。 ４ＧＢ内存ＩＳ） 声传导问题 流固问题 ６ＧＢ内存（Ｓ） １ ６５ ２９１ ２５２ ４１３ 说明和分析： （１）声传导问题研究经过热燃烧的气体通过汽车消音器， 对侧壁产生压力从而发出声音的过程，这个计算的自由度是 ４０４２９个，六核心的Ｘ５６７０比Ｅ５６２０缩减了３４％的计算时问。 （２）流固问题研究一个圆柱体通过充满液体的狭长腔体的 过程，自由度是４０４２９，六核心的Ｘ５６７０比Ｅ５６２０缩减了 ２９．７％的时间。 （３）在解算两个问题的过程中，峰值内存消耗达到３．４ＧＢ， 而平均内存消耗在２．２ＧＢ左右。 （４）在测试过程中均开启了Ｉｎｔｅｌ Ｔｕｒｂｏ Ｂｏｏｓｔ，但对计算 效率影响不大，ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ支持多核、多线程，可 以均衡的利用各个核心。 结Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０是非常具有特色的工作站产品，其小 巧的体积适于放入机柜进行集中管理，同时，依靠强大的综 合计算性能，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０特别适合与搭建中小型的网 论 １２－１８个月的功能需求，并支持２０１０－２０１ １年的所有ＣＡＤ 和ＣＡＩＤ软件。 在测试过程中，小巧的Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０运行稳定（从 格计算系统。对于学校、企业中的ＣＡＥ工程师而言， Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０是应对中小型计算、验证项目的良好平台。 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０的图形性能取决于显卡配置，基于均 衡配置的原则，对于配置最新高端的至强Ｘ５６００系列处理器 的设计软件用户，建议选择ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ ３８００及以上的 显卡，能选择８月底发布的新一代的ＮＶＩＤＩＡ Ｏｕａｄｒｏ ＦＸ显卡 更好。在选择合适的显卡后，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０在图形设计 未宕机一次，包括连续六次运行ＳＰＥＣｖｉｅｗｐｅｒｆ １１测试，连 续高负荷运行时间超过３Ｏ小时），且非常安静，仅凭听觉几 乎无法感觉计算机在运行。对以小型工作室和同时部署大量 工作站的大型企业而言，这一特点是非常宜人的。 作为图形工作站，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０具备良好的综合性 能，同时具备很多易用性设计，适合造型设计、功能设计和 ＣＡＥ分析验证用户使用。盈 领域，包括造型设计和详细设计阶段，可以完美应对未来 ６８ ＣＡＤ￣ＡＭ与制造业信息化・ｗ、＾，ｗ．ｉｄｎｏｖｏ．ｃｏｒｎ．ｃｎ
2024年2月22日发(作者：云采珊)
栏目主持：朱辉杰 投稿信箱：ｚｈｕｈｉ＠ｉｄｎｏｖｏ．ｃｏｍ．ｃｎ “超越’’图形 联想图形工作站 文／朱辉杰 测试／朱辉杰宋佳 认识Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０：从三个真实的故事开始 小宋的烦恼 工程师小宋在深圳一家中型塑料模具企业工作，这家企 业主要设计手机、ＭＰ３、上网本等数码电子产品的外观和模 具。最近，公司正在对设计人员进行轮岗脱产培训Ｉ，原因是 公司希望一部分设计人员可以利用ＣＯＳＭＯＳ软件（一种基于 设计流程进行整合。传统上，图形工作站更多地服务于外观造 型设计和详细设计阶段，这一阶段强调工作站的图形性能。在 流程整合之后，工作站要承担一部分方案验证和仿真分析工 作，而这一阶段则更强调系统的总体计算能力。传统的图形工 作站必须“超越”图形，实现功能、性能的扩展。 小宋的烦恼在于，他配置的工作站偏向于专业图形性能， 而疏忽了整体计算性能，因此适合ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ、ＰｈｏｔｏＷｏｒｋｓ图 形应用，而在分析计算阶段遇到了性能瓶颈。 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的ＣＡＥ分析验证软件）对设计方案进行实时的结 构分析和验证，而另～部分设计人员则使用Ｍｏ］ｄｆｌｏｗ Ｐｌａｓ— ｔｉｃｓ Ａｄｖｉｓｅｒｓ对塑料模流进行分析和预测。 两周的培训结束，小宋将迎来新 的工作任务，而烦恼也接踵而来。他 原本使用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件进行造型设 计和结构设计，偶尔需要用Ｐｈｏ— ｔｏＷｏｒｋｓ制作效果图。年初公司刚刚 给他更换了新的计算机，为了流畅地 运行ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ和ＰｈｏｔｏＷｏｒｋｓ，小宋 还特别申请了一片昂贵的ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ显卡，半年多来，新计算机的 图形能力令人非常满意。然而，当小 宋使用ＣＯＳＭＯＳ时才发现，对于不太 强调图形性能的ＣＡＥ程序而言，这台 计算机的工作效率低得令人发指。他 经常花费半个多小时的时间，只为了 等待～个计算结果，如果分析结果不 理想，在调整设计方案后，另一次漫 长的等待就又要开始。虽然，小宋有了一个又一个的抽烟时 小宋需要全能的图形工作站，既具备足够的专业图形性 能，又具备一定的综合计算能力。本次测试的联想Ｔｈｉｎｋｓｔａ－ ｔｉｏｎ Ｃ２０能解决这一问题吗？ 间，但低效率显然无法满足客户对设计周期的要求。 随着设计周期的缩短和设计质量需求的提高，从外观造型 设计到详细设计，从详细设计到方案验证和仿真分析，很多企 业都采取了“压缩”的方式，在设计团队内部分工的基础上对 委屈的老胡 在宁波的一家电气企业，工程师老胡正面临被解雇甚至 ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・２０１０年第１０期 ６３
被起诉的危机。这家企业怀疑老胡通过技术手段拷贝了部分 图纸，并泄露给了竞争对手，造成了企业近４００万的损失。 内，当时公司只有两个人、两台计算机，其中一台图形工作 站的“个头”非常大，横竖都放不进汽车的后备箱，没办法 老胡感觉很委屈。实际上，这家企业的设计部门除了安装过 加密软件外，没有采取任何安保管理措施和物理技术手段， 该部门至少有４Ｏ个工程师可以接触到计算机，而且具备和老 只好敞着后备箱跑了几十公里。而现在，公司已经有将近２０ 个人、几十台计算机了，搬家成了大工程。 “这些图形工作 站太大、太沉了，我还给搬家公司加了２００多块钱，累得两 工人直喘粗气。”宁盯着工人小心翼翼地搬着这些“宝贝”。 胡一样的访问、操作权限，通过ＵＳＢ、硬盘拷贝的方式很容 易获得任何相关的图纸数据，为什么偏偏是老胡？ 知识经济时代，类似的信息安全隐患在很多企业中存在， 有些企业采取软件加密手段，有些企业采取权限管理，有些 企业采取封闭网络和禁用各种物理拷贝手段的方式……为什 么不将图形工作站统一管理、与工程师实现物理隔离呢 企 业完全可以仿照服务器的管理模式，将图形工作站放入标准 的机柜，实现集中部署、集中管理，利用企业内部的网络环 公司新址在７９８艺术区，原本是个雕塑工作室，地方不 大，但装修得很有艺术情调。宁说： “搬过去还算容易，可 摆放这些大号的工作站才麻烦，我们不想拆掉那些漂亮的雕 塑品，可空间确实有限，人、雕塑和机器都要空间，要是这 些机器能少占点地方就好了。” 在工业设计、艺术设计这些发展迅速的创新产业领域， 集中着大量的中小型企业，仅北京地区，中小型的工业设计 公司和工作室就超过了８００家。在经济和制造业更为活跃的 境，工程师可以根据个人权限远程检入、检出设计数据，从 而避免直接物理性的接触图形工作站。 如此一来，不仅提高了信息的安全程度，而且对于设计 环境、设计数据的管理也更为方便了。对于工程师而言，也 避免了“瓜田李下”的尴尬。 那么，体积庞大的图形工作站能不能放入标准的机架呢？ 本期测试的联想Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０能给我一个满意的答案吗？ 长三角、珠三角等地区，以中小企业为主的创新设计模式更 为普遍。这些公司普遍业务繁忙，但工作环境条件有限，他 们需要性能强大、体积小巧的图形工作站。 同时，这些企业还缺乏专门的ＩＴ人员，计算机的维护完 全依靠设计人员自身，因此，运行稳定、易于维护的计算机 更受到这类企业的青睐。 那么，联想Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０性能如何？体积几何？易 用性如何？ 小宋、老胡和宁小鹏各有各的问题，他们对图形工作站 小宁走进７９８ 宁小鹏（下简称“宁”）的公司又在搬家，从１９９９年成 立小宁设计工作室以来，宁已经记不清自己搬了多少次的家。 他只记得第一次搬家是从清华工艺美院的老地址搬到清华园 的性能和功能有着不同的诉求，下面我们就开始正式了解和 测试联想Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０图形工作站。 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０如何超越图形 显卡、处理器、内存和ＳＳＤ——全面性能提升 根据传统经验，图形工作站的专业图形性能主要取决于 显卡，其运算性能则主要依靠处理器、内存和硬盘。当然， ＣＵＤＡ技术使ＮＶＩＤＩＡ显卡（Ｓｔｒｅａｍ技术则对应ＡＭＤ ＡＴＩ的显 卡）加速计算成为可能，但是，目前在商用ＣＡＥ领域，无需 开发可直接应用ＣＵＤＡ、Ｓｔｒｅａｍ加速的解算程序还非常鲜见， 因此对于终端用户而言，普通的专业显卡还无法直接对系统 计算性能产生影响。 在图形性能方面，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０允许用户根据图形 应用的需求，选配ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ ＦＸＩ８００、ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ４８００直至ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ５８００等各种等级的专业显卡， 从而提供多样化的专业图形性能。截止到发稿日，ＮＶＩＤＩＡ公 司发布了新一代的Ｑｕａｄｒｏ显卡，包括Ｑｕａｄｒｏ ５０００和 Ｑｕｄａｄｒｏ ６０００等多片中高端显卡，新一代显卡的硬件配置有 了大幅度的提升。 而联想公司也随后在Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０平台上向用户提 供Ｑｕａｄｒｏ ５０００和Ｑｕｄａｄｒｏ ６０００等显卡的选装项。 在综合计算性能方面，双路图形工作站Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０的配置非常抢眼。Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０可以支持最新的双路 Ｉｎｔｅｌ Ｘｅｏｎ ５６００系列处理器（Ｗｅｓｔｍｅｒｅ），包括３．３３ＧＨｚ的六 ６４ ＣＡＤ￣ＡＭ与制造业信息化・ｗｗｗ．ｉｄｎｏｖｏ．ｃｏｒｎ ｃｎ 核Ｘｅｏｎ Ｘ５６８０和四核Ｘｅｏｎ Ｘ５６７７（３．４６ＧＨｚ），相比上一代４５ 纳米制程Ｉｎｔｅｌ Ｘｅｏｎ ５５００系列处理器，总体性能提高了６０％ 之多。高性能的处理器为计算性能提供了基本的保障。Ｉｎｔｅｌ Ｘｅｏｎ ５６００系列处理器仍然支持Ｉｎｔｅｌ Ｔｕｒｂｏ Ｂｏｏｓｔ技术—— 对于单核、单线程计算项目，可以起到一定的运算加速效 能，Ｉｎｔｅｌ Ｈｙｐｅｒ—Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏ１０ｇｙ——超线程技术，适 于多任务环境，对于前台设计、后台ＣＡＥ验证计算的应用模
栏目主持：朱辉杰 投稿信箱：ｚｈｕｈｊ＠ｉｄｎｏｖｏ．ｃｏｍ．ｃｎ 式非常有用，以及Ｉｎｔｅｌ Ｖ１ｒｔｕａ１１ｚａｔ１Ｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌ－ 置的工作站由于性能强、任务重、发热量大，考虑散热问题， 机箱容积甚至超过了６０升。这些大家伙摆放在一般的办公桌 ｏｇｙ——虚拟化技术，有 利于充分利用系统资源。 上，办公桌都会颤颤巍巍的，也难怪会把搬家工人累得半死。 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０小巧的外观与传统工作站的区别一目 此外，由于ＣＡＥ计 算是通过大量的迭代和 数据回溯来完成的，中 间数据量非常庞大，因 此随着计算规模的扩大， 对内存量的需求也相应 了然。尽管还是方方正正的，并采用了很商务化的酷黑整体 颜色，但Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０机箱的总容积只有２４．６升，和一 台普通的商用机类似。 据了解，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０的机箱和结构是经过联想美国 研发中心重新设计的，在满足性能、稳定性的基础上，优化 了机箱各个部件的布局，使散热流道更为通畅，同时使得整 体体积大幅度缩小。这样做的目是使Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０可以 安置在标准的机架中，既节省了空间，同时方便工作站集中 管理。一般情况下，一个４２Ｕ的机柜只能容纳１０台普通的 双路工作站，而经过优化后，同样的机柜可以容纳１４台 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０工作站。 增大，对磁盘读写性能 也提出了更高的要求。 有经验的工程师在遇到 计算性能瓶颈时，不仅 仅要考虑升级处理器， 还要根据计算峰值的内存消耗量和磁盘Ｉ／０情况，相应增加 内存和改善磁盘性能。 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０有１２条ＤＩＭＭ内存插槽，如果安装单 条８ＧＢ的内存，最大可以支持９６ＧＢ的全缓 中内存，完全可以 适应常规工作站级别的ＣＡＥ计算项目。一般情况下（６４位操 作系统），适于单台工作站运行的ＣＡＥ项目，ｌ６ＧＢ内存已经 足够。特殊情况下会考虑增加到３２ＧＢ或以上的容量（如本台 工作站作为ＧＲＩＤ计算中的头结点）。 除了内存量外，影响计算性能的另一个因素是内存和处理 器之间的数据带宽。传统上，由于处理器和内存之间存在带宽 瓶颈，在持续的计算过程中影响数据交换效率，从而拖慢了整 个计算过程。这个问题在Ｉｎｔｅｌ Ｘｅｏｎ ５６００系列处理器中得到 了完美的解决，采用Ｉｎｔｅｌ Ｘｅｏｎ ５６００系列处理器的Ｔｈｉｎｋｓｔａ— ｔｉｏｎ Ｃ２０更适于长时间运行较大规模的ＣＡＥ计算任务。 在磁盘性能方面，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０可以安装两个高性 能磁盘（也可升级成三个），还可以组成ＲＡＩＤ阵列提高磁盘 Ｉ／。性能。如果发现传统磁盘仍然无法满足计算过程中频繁读 写的需求，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０甚至允许用户在传统磁盘基础 上，选配一块新型的ＳＳＤ固态硬盘作为辅助。由于ＳＳＤ固态 如果将多台小巧的Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０集中放入机柜，统 进行管理，既可以满足“宁小鹏们”对节省空间的需求， 又可以缓解“老胡们”的信息安全管理问题。 硬盘的读写性能大幅优于传统磁盘（ＳＳＤ的连续读写性能很 强大，特别适于持续性的ＣＡＥ计算任务），因而能对较大规模 的ＣＡＥ计算项目起到优化和加速作用。 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０在显卡、处理器、内存和磁盘方面提供 了全面的升级，采用了大量的新技术，增强了综合性能。对于 第一个故事中的小宋而言，无论是强调专业图形性能的 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ，还是强调综合计算性能的ＣＡＥ应用ＯＳＭＯＳ、Ｍｏｌｄ－ ｆｌｏｗ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｖｉｓｅｒｓ，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０都有很强的针对性。 台式工作站攀上标准机柜 图形工作站是面向关键图形和计算任务而设计的专用计 除了体积小巧外，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０还在易用性方面体现 了更多的“想象力”。Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０采用了新机构的免拆 卸机箱，更换硬盘、显卡、内存等常用配件更为方便，不需 要专业的ＩＴ技术人员，工程师、设计师自己就可以动手解 决，这并不比更换饮水机的水桶难度大。一台Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・２０１０年第１０期 ６５ 算机，为了性能、稳定性（散热等问题）等因素，传统图形 工作站的体积都十分庞大。而且，性能越强的工作站体积往 往越大。一般工作站机箱的容积均在４５升以上，有些高端配
Ｃ２０最多可以支持８台显示终端，对于多任务、多屏操作提 供了便利。Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０的前面板也很有意思，所有的 接口、按键都有夜光提示，适合夜间准确无误地操作，而 ＰＯＷＥＲ按键还是内陷的，避免误触。 除了硬件部分之外，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０提供了联想商用机 特有的ＴｈｉｎｋＶａｎｔａｇｅ程序，有联想笔记本、商用机应用经验 的用户都熟悉这个非常方便的程序，用户可以利用这个程序 自己对系统进行检测、优化和故障排除，从而使计算机始终 处于最佳的运行状态。 从造型设计到分析验证的完整测试 表Ｉ系统配置情况 处理器 双路四核至强Ｅ５６２０处理器（主频２ ４ＧＨｚ），双路六核至弦 Ｘ５６７０（主频２．９３ＧＨｚ） 我们在Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０上安装了Ｔｈｉｎｋｄｅｓｉｇｎ，并实测 ｊｎｋｄｅ５ｊｇｎ的典型模型数据，看看“双Ｔｈｉｎｋ”组合能提供 怎样的性能表现。 内存 ４ＧＢ．６ＧＢ 显卡 硬盘 Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ １８００和Ｑｕａｄｒｏ ５【）（）０ ５【）１）ＧＢ ＳＡＴＡ 操作系统 Ｗｉｎｄｏｗｓ ７ ６４位旗舰版 工业产品的造型设计——Ｔｈｉｎｋｄｅｓｉｇｎ 关于工业产品的造型设计和其母学科工业设计，最流行 的反面案例就是“某界世界食品博览会中装在土得掉渣的陶 罐里的某中国名酒”的故事，而正面案例就是ｉＰＨＯＮＥ和ＩＰＡＤ 的成功。 不可否认，工业产品的造型设计对于个性化、多元化的 消费市场而言已经是不可或缺的。国内有很多专业的公司从 事工业产品的造型设计，如上文提到的“小宁工作室”就是 其中之一。很多汽车、消费电子产品和家电企业甚至将工业 造型设计的地位提高到与详细功能设计等同的地步。 工业造型设计离不开工业设计软件和工程设计软件，更 离不开图形工作站硬件平台。本期测试，我们特别选择了一 款特殊的软件——Ｔｈ１ｎｋｄｅｓ１ｇｎ。Ｔｈｉｎｋｄｅｓｉｇｎ脱胎于著名的意 实体渲染模式 线框模式 表２ Ｔｈｉｎｋｄｅｓｉｇ￣ａ测试结果 蕊 豳豳明豳鹾 瑟盈鳃 豳避嘲熬雕１４ ９ ．——＿■■日■ ■■■■｜＿ ３８ ３４ 大利工业造型软件Ｔｈｉｎｋ３，由于具备独特的全局建模和修改 功能，且具备完整的ＣＡＤ／ＣＡＭ模块，Ｔｈｉｎｋｄｅｓｉｇｎ适合工业造 型设计，同时为产品的后期功能设计和制造加工奠定了基础。 ￥ｊｍｌｔ１ ¨一ｌＤ・ｅ＿ｍｈ。，”“・・ｌｌｉｍｉｉｌ３＂ｌ＂ｔＯｌＪｉｔｉｉ・－Ｉ Ｂ“ｗｄ ‘ 带隐藏线的高质量渲染模式 １１ ３４ 高质量动态渲染模式 ９ ３５ 啦ｃ Ｍｔ＾如●ｒ扯“ ●ｏｔｎ ４ 一 萝 田１ ０ ｔ＂ｔ ＾ｄ～ｌ∞吖删ｓｓ距一 ＿＿ 脚，＿ ‘Ｉ“妊 ｉ ：五： ！ ＝嘲 Ｉ 嗣帆…ＶＩｆｔ－ｌＩ Ｉｔ 同钾婶ｈｉｃ● ｃ●ｄ Ｅ ‘ Ｉ￣ｈｔ 譬－’ Ｆ…＾Ｉ， ：２．Ｃｏｐｙ“ｑ ！竺！ ！竺 ：ｌ ｈ●Ｕ・ｈ ■ ●●ｃｃｄＩｒ－ｔｌ俺 ●－ｈＩ ｃｔ Ｃ－ｒｄ Ｉ－・‘● ｐｈ．ｈ１・ｍ …４ 目Ｒ●ｆ．ｒ●ｎｅ●Ｓ”ｔ－ ｂｆ．ｒｔ Ｐ“ｈ ｓｈ竹矗－・ｒｌｔｌ（卸－） ｐ ｈ・ｂｌ●ｐｂｕｆｆ￣ ｔ ｈ“ｈ￣ｅｌｅｉ ｄ・ｈ ｈ…‘ｐｆ… ａｔｉｏ￣ 离卸・・ ｆａｒ．ｆｅｅｌＳ ｃ１ｌ曲ｏ．ｒｄ，日ｒ‘■．Ｄｒ Ｐｒｏｆｉ１● ＾一ｂ１ Ｓｈ．ｆ・ｄ☆ Ｄ…Ｍ ・ 自■４ｄｄ Ｓｔｒｕｔｔ…一 ． 一 ． ’ Ｉ Ｉ ｃ…ｌ Ｉ Ｄ・ｆ．ｄｔ Ｉ－ ｃｈ Ｔｈｉｎｋｄｅｓｉｇｎ可以充分利用专业显卡的性能 ６６ ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・ＷＷＷ．ｉｄｎｏｖｏ ｃｏｒｎ．ｃｎ
栏目主持：朱辉杰 投稿信箱：ｚｈｕｈｊ＠ｉｄｎｏｖｏ．ｔｏｍ．ｃｎ 说明和分析： （１）测试以系统处理图形的流畅度为基准，而流畅度以 帧数为衡量指标。由于模型的形态不同，系统表现也不尽相 同。从测试成绩看，实体模型状态最流畅，而线框则对系统 压力较大。带有隐藏线的模型涉及到消隐计算，因此，对系 统资源也会有一定的消耗。 （２）本部分测试仅针对图形性能，对处理器、内存等计 算性能相关的部件压力不大，因此，统一采用了两颗四核至 强Ｅ５６２０处理器（主频２．４ＧＨｚ）、４ＧＢ内存的配置，仅更换显 卡——０ｕａｄｒ０ ＦＸ １ ８００币口Ｑｕａｄｒｏ ５０００。 （３）Ｏｕａｄｒｏ ＦＸ １８００是第十代ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ显卡的 表３ Ｖｉｅｗｐｅｒｆ１１测试结果１ 主流中端产品，配置７６８ＭＢ显存，显存带宽达到３８．４ＧＢ／ｓ， 性能中规中矩。重点在于另一片Ｏｕａｄｒｏ ５０００，这是新一代 ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ显卡的代表，是高端显卡Ｑｕａｄｒｏ ４８００的换代 产品。其显存高达２５６０ＭＢ，由于采用３２０位的显存，其显存 ｃａｔｉａ－０３ ２１３７ ４４．９８ ｅｎｓｉｇｈｔ一０４ ｌｉｇｈｔｗａｖｅ一０１ ｍａｙａ－０３ ｐｒｏｅ－０５ ｇｗ一０２ ｃｃｖｉｓ—Ｏ２ ｅｘ－０１ ｒ９．６３ ３７．８７ ３０．６５ ８．Ｏ７ ３３．２６ １５．７６ １６．Ｏ５ ４１．０５ ５４．１９ ９７．２６ １Ｏ．１３ ５３．４０ ４２．５６ ４３．Ｏ５ 带宽更是高达１ ２０ＧＢＩＳ，是Ｑｕａｄｒｏ １ ８００的三倍！请诸位读者 特别关注，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０基本配置不变，而显卡更换导 致的性能飞跃。 （４） 由于Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ ５０００的性能超强，所有项目测试的 帧数几乎没有太明显的变化，均保持了高度的流畅。更换 Ｏｕａｄｒｏ ５０００的Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０比采用Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ １ ８００的 处理器和６ＧＢ内存。 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０性能提高１ ７０％￣２８０％ｊ总体而言，采用双 路四核处理器和４ＧＢ内存的Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０，如果要运行 中等复杂程度及以上的设计任务（５００个零件或高质量曲面 造型等任务），应该配置稍高于Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ １８００的显卡，例 如Ｏｕａｄｒｏ ＦＸ ３８００，而Ｑｕａｄｒｏ ５０００则是非常“昂贵”的选 说明与分析： （１）由于硬件配置和代差，采用ＮＶＩＤＩＡ Ｏｕａｄｒｏ ５０００的 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０取得大胜，结果在预料之中。 （２）在ＳＰＥＣｖｉｅｗｐｅｒｆ ｌ１的测试中，ＮＶＩＤＩＡ Ｏｕａｄｒｏ ＦＸ １８００的得分还是过得去的，但是比ＳＰＥＣｖｉｅｗｐｅｒｆ １Ｏ要降低 择，适用于高端的图形设计项目。 很多（可以参考本刊往期测试）。随着２０１ １年一些新的ＣＡＤ 软件更新图形支持接口，支持更多图形特效，ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ 详细设计——新基准ＳＰＥＣ Ｖｉｅｗｐｅｆｆ １ １ ＳＰＥＣ Ｖｉｅｗｐｅｒｆ具备实物模型和实体环境，因此从其诞生 之日起就成为了工作站ＣＡＤ图形应用性能的基准测试程序。 在ＮＶＩＤＩＡ发布新一代Ｏｕａｄｒｏ ＦＸ系列显卡前夕，ＳＰＥＣ组织发 布了Ｖｉｅｗｐｅｒｆ的新版本——ＳＰＥＣｖ１ｅｗＤｅｒｆ ｌ１。 相比上一版本，ＳＰＥＣｖｉｅｗｐｅｒｆ ｌ１支持新的软件界面， ＦＸ １８００将很难应付。如果是２０１０年秋季之后采购，还是建 议配置新一代的显卡，以便应付未来１～２年的软件功能更新。 （３）ＳＰＥＣｖｉｅｗｐｅｒｆ ｌｌ建议测试环境采用１９２０ Ｘ １２００的 分辨率、至少３ＧＢ内存和至少５１２ＭＢ显存，低于这一标准或 者无法运行测试，或者测试成绩不具备同类参考性。应该说， 上述建议环境已经是２０１０年三维设计比较主流的设计平台 标准了。Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０是主流的图形工作站。 第二轮测试：不更换显卡，而更换处理器和内存。 表４ Ｖｉｅｗｐｅｆｆ １１测试结果２ 暖拳露雕露ｇ鞘豁嘲 ————＿ —一一 ～ 一 一一—●５ 终于可以自动进行操作系统选择和循环测试。新版本还增 加、更新了原有８个测试项目中的模型数据，如针对ＮＸ的 测试提高了模型的数据量，针对Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ的测试增加了高 动态模型数据，而针对ＣＡＴＩＡ的测试终于增加了创成式建模 部分的数据。这些更新一方面引入了对ＯｐｅｎＧＬ １．５版本新 ｃａｄａ一０３ ４２．２７ ４４．９８ 图形参数的支持，一方面考虑到了各ＣＡＤ软件版本的更新和 功能的增强。 为了充分测试Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０在新ＳＰＥＣｖｉｅｗｐｅｒｆ ｌ１ ｅｎｓｉｇ｝Ｉｔ一０４ ｔｗａｖｅ一０１ ｍａｙａ－０３ ｐｒｏｅ一０５ ｓｗ－０２ ｔｃｖｉｓ－０２ ｅｘ－０１ｒ ３９．３６ ５０．２７ ９５．９１ ９．８０ ４９．０９ ３８．２２ ４０．１３ ４１．Ｏ５ ５４．１９ ９７．２６ １０．１３ ５３．４０ ４２．５６ ４３．Ｏ５ 测试中的性能，也为了测试处理器性能对图形整体性能的影 响，我们采用了两种测试方法。第一，更换两块显卡，但均 采用高端的双路六核至强Ｘ５６７０处理器和６ＧＢ内存。第二， 不更换显卡（Ｑｕａｄｒｏ ５０００），但更换处理器和内存。测试结 果如下表所示。 说明与分析： 第一轮测试：更换显卡，但均采用双路六核至强Ｘ５６７０ （１）更换Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０的处理器和增加内存对图形性 ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・２０１０年第１０期 ６７
能的影响非常小，在２％－８％之间。可见，显卡是决定ＣＡＤ图 形应用性能的主要因素，因此，对于单纯的ＣＡＤ用户、造型 设计用户而言，在有限的预算内，给Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０配置 一由于ＣＡＥ程序普遍对显卡的要求不高，因此，在测试过 程中均采用ＮＶＩＤＩＡ Ｏｕａｄｒｏ ＦＸ １８００显卡，而处理器和内存则 分成两组。 片好的显卡更重要。 ＣＡ Ｅ分析验证——多物理场ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ ＣＡＥ工具是现代优化设计方法的重要组成部分，而且正 成为驱动设计创新的源动力。一个设计方案是否合理，传统 上是依靠实践经验判定，而ＣＡＥ技术则在结构、力、热、声、 光、电等学科提供了专业化的验证设计方案的软件，依靠这 些软件设计师可以校核方案，从而有针对性的进行方案优化 和修改，提高设计质量和设计成功率。传统上，大型ＣＡＥ项 目的解算是依靠计算服务器、集群去完成的，但是，随着工 作站性能的增强和设计、分析流程的整合，越来越多的工程 师在设计的同时，会基于工作站平台利用ＣＡＥ技术验证方案， 从而实现在设计早期发现问题、解决问题。因此，Ｔｈ￣ｎｋｓｔａ－ ｔｉｏｎ Ｃ２０这类综合计算性能较为强大的工作站有了更广泛的 用武之地。 测试结果如表５。 表５ ＣＯＭＳＯＬ测试结果 项目 Ｅ５６２０处理器和 Ｘ５６７０处理器和 是著名的ＣＡＥ软件，它将各种专业学科的前处理和解算 过程集成在统～的ＧＵＩ下面，而且ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ提供 了良好学科算例系统。我们本次测试采用Ｗｉｎｄｏｗｓ版本的 ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ，而算例来自软件各学科本身的数据集。 ４ＧＢ内存ＩＳ） 声传导问题 流固问题 ６ＧＢ内存（Ｓ） １ ６５ ２９１ ２５２ ４１３ 说明和分析： （１）声传导问题研究经过热燃烧的气体通过汽车消音器， 对侧壁产生压力从而发出声音的过程，这个计算的自由度是 ４０４２９个，六核心的Ｘ５６７０比Ｅ５６２０缩减了３４％的计算时问。 （２）流固问题研究一个圆柱体通过充满液体的狭长腔体的 过程，自由度是４０４２９，六核心的Ｘ５６７０比Ｅ５６２０缩减了 ２９．７％的时间。 （３）在解算两个问题的过程中，峰值内存消耗达到３．４ＧＢ， 而平均内存消耗在２．２ＧＢ左右。 （４）在测试过程中均开启了Ｉｎｔｅｌ Ｔｕｒｂｏ Ｂｏｏｓｔ，但对计算 效率影响不大，ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ支持多核、多线程，可 以均衡的利用各个核心。 结Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０是非常具有特色的工作站产品，其小 巧的体积适于放入机柜进行集中管理，同时，依靠强大的综 合计算性能，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０特别适合与搭建中小型的网 论 １２－１８个月的功能需求，并支持２０１０－２０１ １年的所有ＣＡＤ 和ＣＡＩＤ软件。 在测试过程中，小巧的Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０运行稳定（从 格计算系统。对于学校、企业中的ＣＡＥ工程师而言， Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０是应对中小型计算、验证项目的良好平台。 Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０的图形性能取决于显卡配置，基于均 衡配置的原则，对于配置最新高端的至强Ｘ５６００系列处理器 的设计软件用户，建议选择ＮＶＩＤＩＡ Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ ３８００及以上的 显卡，能选择８月底发布的新一代的ＮＶＩＤＩＡ Ｏｕａｄｒｏ ＦＸ显卡 更好。在选择合适的显卡后，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０在图形设计 未宕机一次，包括连续六次运行ＳＰＥＣｖｉｅｗｐｅｒｆ １１测试，连 续高负荷运行时间超过３Ｏ小时），且非常安静，仅凭听觉几 乎无法感觉计算机在运行。对以小型工作室和同时部署大量 工作站的大型企业而言，这一特点是非常宜人的。 作为图形工作站，Ｔｈｉｎｋｓｔａｔｉｏｎ Ｃ２０具备良好的综合性 能，同时具备很多易用性设计，适合造型设计、功能设计和 ＣＡＥ分析验证用户使用。盈 领域，包括造型设计和详细设计阶段，可以完美应对未来 ６８ ＣＡＤ￣ＡＭ与制造业信息化・ｗ、＾，ｗ．ｉｄｎｏｖｏ．ｃｏｒｎ．ｃｎ