中仿科技社区中心

惠普Z800高端图形工作站全测试

http://www.sina.com.cn  2011年07月06日 20:20  IT168.com

　　【IT168 资讯】“为了保证软件能充分发挥硬件的性能，并保持足够的稳定性，我们的开发部门有专门的人员负责测试和认证工作站、显卡等硬件产品，类似的工作其他软件厂商也都在进行。当然，其他消费类产品也能运行，但未经严格的功能测试，无法保证软件全功能的稳定运行。因此，建议用户使用经过认证的硬件平台，可以避免不少运行过程中的麻烦。”在一次对Solidworks总部的拜访中，该公司软件开发人员这样告诉笔者。

　　对于来自CAD/CAE等领域的专业用户而言，死机、延迟甚至数据丢失时常有之。为了保证平台的稳定性，企业往往采用专业的图形工作站进行关键领域的工作。

　　HP Z800就是图形工作站中高端机型的典型代表。当其闪亮登场之时，首先进入人们认知层的，不是其双路至强所赋予的超强的计算能力，不是其高端Quadro专业显卡所带来的强大图形性能，更不是其高速总线架构、万转硬盘和ECC大容量内存所构成的高效能系统，而是其人性化的、高度模块化的机箱结构设计。凭借这种高度模块化的设计，用户可以灵活的、快速的拆卸(或者升级更换)配件，可以热插拔部分非关键的配件。这种设计确实够酷、够炫，在工作站发展历史上从未有一款类似的桌面级产品，HP Z800极大地方便了工作站用户。

　　HP Z800工作站

　　但是，对于来自CAD/CAE等领域的专业图形用户而言，Z800的性能显然更为重要。作为高端图形工作站，他能否承担重要的设计任务?他能否稳定地应付高强度的运算?他能否胜任大型的装配设计?……这些是用户最为关心的内容。今天，我们就对HP Z800进行一次全面的测试，从图形到计算，从CAD到CAE应用，帮助用户深入了解Z800强在何处?强到何种程度?

　　用于本次测试的惠普Z800图形工作站配置如表所示。需要说明的是，这一配置仍然不是Z800的最高配置，根据不同的使用需求和应用环境，还有很大的升级空间。例如，对于图形需求更高的大规模数据可视化应用，显卡可以换成更高的Quadro 6000或Quadro 5000/6000 SLI(甚至加装Quadro Plex系统)，或者内存可以增加到128GB以上，以便适应大数据量和密集计算环境。用于本次测试的Z800配置，是针对一般设计应用环境的高级配置方案，可应对绝大部分CAD应用和一般性的CAE应用。

　　　　在开始测试前，让我们来首先了解一下这台惠普Z800图形工作站的几大特点，这些特点是Z800之所以成为高端图形工作站代表的本钱。

　　强大的核心：双路至强处理器

　　惠普Z800图形工作站配置双路处理器，总线程可以达到24个，多任务处理性能更强大。12MB L3 Cache可有效提升数据缓冲能力，解决因CPU计算能力太强而造成数据传输瓶颈的问题，直接提升整体系统的计算效率。32纳米制程则带来更低的能耗，环保意义重大。

　　新一代专业显卡王者：Quadro 5000

　　以Quadro 5000的定位而言，这块显卡的性能应该是专业CAD/DCC图形领域新的王者。它提供了CUDA应用、虚拟现实和高清显示方面的更多功能，从而扩展了Z800的应用环境和应用模式。

　　高效能专业存储系统：万转硬盘和ECC内存

　　通常工作站用户往往比较重视显卡和处理器，其实存储系统是决定系统总体性能的关键之一。用户经常有这样的体验：载入一个大的装配体时，硬盘狂响，而系统反应迟钝;解算一个算题时，处理器占用接近100%，磁盘缓存大量占用，运行效率极度下降……类似的问题都是存储系统效率不高的表现。惠普Z800为了改善存储效率，使用了更高效的万转SAS硬盘，并内置RAID控制芯片，可以组成RAID系统。在提高磁盘性能的同时，降低处理器占用率，提高数据冗余安全性。同时，Z800最高可以配置192GB的ECC内存，最大程度的满足单机图形和计算任务性能需求。本测试样机仅占用了部分内存槽，安装了24G内存，对于CAD、CAE应用而言够用了。

　　专业应用保障：专业ISV认证

　　专业ISV认证是品牌工作站所隐含的最大价值之一，因为这一点对于企业级产品确实非常重要。惠普工作站在产品研发阶段就已经开始与软件商合作进行兼容性、稳定性测试，惠普甚至会派专人进驻重点软件商的研发部门，从而保证上市产品不存在兼容性和功能性方面的问题。据相关负责人透露，目前惠普工作站已经进行的测试组合已超过2万种。

　　实用程序：大量增值应用

　　购买品牌机的用户都有这样的经验，品牌机一般都随机提供数款性能维护、系统维护或数据备份方面的软件，从而提高硬件的易用性。惠普Z800图形工作站也不例外。随工作站提供的增值软件包括了：可以共享系统桌面、开展设计协同的HP SkyRoom远程协作软件和HP Performance Advisor惠普性能调优软件。

　　图 HP Performance Advisor软件界面

　　图 HP Performance Advisor软件图示化地显示系统情况，并发现问题和提供解决方案

　　并行设计的硬手段：单台工作站的虚拟化

　　在设计工作流程中，传统的串行工作模式正变为并行工作模式，概念设计、详细设计、分析验证等环节通过应用集成、数据集成和流程改造等“软手段”逐渐产生交叉，实现了多用户、整个流程的并行。在硬件领域，为实现并行流程也提供了“硬手段”——单台计算机的虚拟化，即一台计算机可以虚拟化为多台计算机，同时运行两个甚至更多个任务，从而提高工作效率。

　　单台计算机的虚拟化早已有之，但是，如果虚拟化缺乏强有力的处理器、内存和总线系统支持，会明显影响各个虚拟任务的运行效能，因而变得不那么实用。

　　现在，强大的HP Z800可以支持非常实用的虚拟化。HP Z800配合Parallels Workstation Extreme虚拟化软件，用户可以安装多个操作系统，在不同操作系统内同时运行多个应用，而相互之间不会受到明显的影响。例如，用户可以在windows系统下运行CAD程序进行设计，同时在LINUX系统下运行CAE程序，两者之间不互相影响。依靠虚拟化的硬手段，单个设计用户的工作也变得并行起来，效率得到了进一步的提升。

　　测试步骤和说明

　　本次应用测试分为CAD和CAE两个部分，CAD部分采用Pro/ENGINEER 野火5和SolidWorks 2011， CAE部分采用支持多核心、多线程的COSMOL软件。在开始测试前，我们有几点说明：

　　1. 在所有测试中，我们关闭了Quadro5000的垂直同步功能，这一功能在LCD盛行的今天，已经用处不大了。

　　2. 在所有测试中，我们关闭了Quadro5000的ECC校验功能，开启ECC会占用几百兆显存。图形用户在使用过程中，完全可以关闭ECC功能。计算用户也可以关闭ECC，除非应用程序本身支持CUDA加速，同时是双精度大规模计算，这种应用大多由TESLA完成，单片Quadro应用得很少。

　　3. 由于内存较大，我们使用Windows7 64位系统。

　　4. 我们在测试前使用HP Performance Advisor进行了检测，保证在测试前系统保持最佳运行状态。

　　CAD测试

　　1，SolidWorks 2011测试

　　SolidWorks 2011是目前最新的版本，我们从SolidWorks社区中获得了这个优化后的铲车模型(设定了材质和光源等参数)。这个新模型的文件尺寸总体在350MB左右。

　　图: SolidWorks经典模型, 加了材质和光源

　　SolidWorks和惠普、NVIDIA是黄金合作伙伴，因此对惠普工作站和NVIDIA Quadro显卡的支持一向非常得力。用户可以登录http://www.solidworks.com/sw/support/videocardtesting.html获得最佳的经过认证的驱动程序。

　　另外，利用Z800配置的Quadro显卡的性能优势和功能特点，在SolidWorks系列软件中可以采用RealView和全景抗锯齿(FSAA)功能。RealView是从2006版本就已经广泛采用的图形效果增强功能，只有用户采用Quadro专业显卡这类经过官方认证的硬件才能开启这一功能。而全景抗锯齿(FSAA)功能是提高图形真实感的关键技术之一(几何图形轮廓的锯齿边缘就会消失，模型的线条变得更加平滑、真实)。

　　利用Quadro 5000显卡，配合RealView和全景抗锯齿(FSAA)功能，SolidWorks2011显示的3D模型的外观、场景(材质、纹理和环境)均具有极强的真实感。测试结果如下表所示：

 

　　2，Pro/ENGINEER W5测试

　　Pro/ENGINEER Wildfire 5.0是目前国内用户群比较广泛的三维CAD/CAM/CAE软件，超过52%的Pro/ENGINEER用户在使用这一版本。因此，我们在Pro/ENGINEER Wildfire 5.0平台上测试惠普Z800图形工作站。Pro/ENGINEER Wildfire 5.0对硬件的需求、特别是显卡的需求大幅度提高，对工作站是个考验。

　　图:测试的赛车模型

　　测试选用经典的赛车模型，常用于Pro/ENGINEER测试，在渲染状态下应该有390万个到590万个顶点，这对于显卡是一种极大的压力。测试结果如下表所示：

　　CAE测试

　　CAE测试部分，我们选用支持多线程、多核心且常用于单机PC系统的CAE应用程序 COMSOL Multiphysics。作为功能比较全面的数值计算软件，它的特点是多物理场的同时、同步耦合，这对于研究流体、流固耦合和电磁等问题非常重要。

　　本测试使用了COMSOL Multiphysics内置的算例——模拟螺线管线圈产生的磁场，结果如下：

　　Z800解算时间(s)主观感受

　　双路六核心至强(计算开启8线程)+24GB内存22428解算过程稳定、顺利，开启8线程后，24个核心(12个物理核心，双线程)平均分担任务，CPU峰值占有率不超过70%，平均占有率在40%左右，内存峰值消耗不超过30%。运行任务的同期不影响其他工作。此类型、规模的任务非常适合惠普Z800这类高端工作站运行，快捷高效，而且不影响设计流程。

　　结论

　　通过多项测试，我们做如下建议：

　　在航空航天、汽车、机械(通用机械、工程机械、动力机械、重装备等)等行业，经常进行1000个零部件(含1000个)以上规模三维装配设计的用户，或经常进行500—1000个零部件规模三维装配设计、且模型特征较为复杂的用户，建议使用惠普Z800。这部分用户往往是CATIA、UGNX、Pro/E或Solidworks的用户，惠普Z800已经经过了这些ISV的认证，可以稳定、全面的执行软件各种功能。

　　在油气勘探、气象分析、地震研究等领域，由于需要处理的图形数据量庞大，惠普Z800是很好的“入门级”选择。如果计算规模进一步扩大，惠普Z800还可以升级显卡、内存、处理器系统，从而应对更复杂的任务。

　　关于惠普

　　惠普为科技显著改变人们生活、工作、政府和社会创造新的可能。作为

　　世界最大的科技企业，惠普提供基于云计算和连接性融合背景下的打印

　　机、个人计算机、软件、服务和IT基础设施等，为互联世界提供无缝、

　　安全、情景感知的用户体验。如需了解关于惠普(纽交所交易代码：

　　© 2011 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. The only warranties for HP products and services are set forth in the express warranty statements accompanying such products and services. Nothing herein should be construed as constituting an additional warranty. HP shall not be liable for technical or editorial errors or omissions contained herein.