一、聯(lián)想ThinkStation P410工作站概述

圖1 聯(lián)想ThinkStation P410工作站

聯(lián)想ThinkStation P410工作站(以下簡稱ThinkStation P410)支持英特爾至強E5-1600 CPU V4和至強E5-2600 V4，最大可支持128 GBDDR4內(nèi)存及多種專業(yè)顯卡型號。ThinkStation P410可以支持4個硬盤2個驅(qū)動器托架。

本次測試的ThinkStation P410采用單路的Xeon E5-2623v4 CPU，顯卡選用的是NVIDIA Quadro M4000專業(yè)顯卡，配備16GB DDR4內(nèi)存，512GB固態(tài)硬盤和1TB機械硬盤。操作系統(tǒng)是64位Windows 7專業(yè)版。

圖2 ThinkStation P410內(nèi)部結(jié)構(gòu)

Xeon E5-2623v4是Xeon E5-2600 v4處理器家族的一員。Xeon E5-2600 v4處理器2016年4月1日發(fā)布，架構(gòu)代號為Broadwell-EP。Xeon E5 v4系列首次引入14nm新工藝，在性能上比上代最高提升44%，支持DDR4-2400高速內(nèi)存。Xeon E5-2623v4處理器為4核8線程處理器，主頻2600GHz，三級緩存10M。

圖3 用CPU-Z檢測CPU的信息

圖4 Xeon E5-2623在全部E5v4處理器中的位置

ThinkStation P410搭載NVIDIA Quadro M4000專業(yè)顯卡。顯卡決定了工作站的圖形性能。反映到具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在，圖像色彩呈現(xiàn)，模型動態(tài)呈現(xiàn)，CAD線條清晰度，材質(zhì)渲染等速度質(zhì)量等方面。

圖5 NVIDIA Quadro M4000專業(yè)顯卡

圖6 NVIDIA Quadro M4000專業(yè)顯卡接口

NVIDIA Quadro M4000屬于中端專業(yè)顯卡，采用 NVIDIA Maxwell 架構(gòu)，使用GM204核心，CUDA核心數(shù)是1664個，搭載8GB顯存，顯存位寬為256bit，帶寬為192.4GB/s。單插槽設(shè)計，接口方面，DVI接口被移除，僅保留了四個DisplayPort接口，并支持超高分辨率4096 ×2160 @ 60 Hz及30位色彩。NVIDIA Quadro M4000的單精度浮點性能是2.6TFLOPS，雙精度性能是單精度的1/32。

圖7 用GPU-Z檢測Nvidia Quadro M4000的信息

配合全新E5 v4處理器以及配套主板在工作站的應(yīng)用，內(nèi)存也換成了DDR4內(nèi)存。DDR4內(nèi)存較DDR3內(nèi)存有一些明顯變化，如DDR4內(nèi)存頻率、容量明顯提升;功耗、電壓則明顯降低。在最重要的頻率和帶寬上，DDR4內(nèi)存理論上高出DDR3超過70%。本次測試的ThinkStation P410選用1*16GB DDR4內(nèi)存。

圖8 用CPU-Z檢測內(nèi)存的信息

圖9 內(nèi)存

本次測試的ThinkStation P410從CPU、顯卡、內(nèi)存等核心元件都進行了換代升級，相信對于工作站的整體性能的提升會有極大幫助。預(yù)計ThinkStation P410在接下來的CAD方面的測試和渲染方面的項目測試成績會比較突出。

二、基準測試——SPEC Viewperf 12測試

SPEC Viewperf程序是最常用的工作站性能測試程序，它模擬了常見的八種應(yīng)用環(huán)境，并采用真實的模型進行測試，因此具有廣泛的參考性。SPECviewPerf由C語言編寫，用于測量運行在OpenGL應(yīng)用程序接口之下的系統(tǒng)3D圖形性能。SPECviewPerf 12包含8個專業(yè)圖形測試場景，Energy、Medical、Catia、Cero、Maya、SNX以及主要基于OpenGL 4.0架構(gòu)的Solidworks和首次添加基于DirextX架構(gòu)的Showcase。能夠充分反映出工作站在CAD領(lǐng)域和DCC領(lǐng)域?qū)I(yè)性能。

本項測試采用的最近的顯卡驅(qū)動程序，測試成績?yōu)槲宕畏謹?shù)的平均值，如下表。

表SPEC Viewperf 12測試成績

測試結(jié)果及各項分析：

CATIA-04

圖10 CATIA-04測試截圖

CATIA-04測試的項目都是 CATIA V6 R2012 提供支持的圖形特性，包括線框圖、抗鋸齒、著色圖、輪廓線加強著色圖、視野景深、環(huán)境光吸收著色等，合計有 14 個測試子場景。79.10的測試成績對于ThinkStation P410這款定位于中端的工作站來說已經(jīng)是一個很不錯的成績，說明ThinkStation P410適合CATIA應(yīng)用。從行業(yè)來說，ThinkStation P410可以完成基本的航空航天以及汽車制造領(lǐng)域的用戶任務(wù)。

Creo-01

圖11 Creo-01測試截圖

Creo-01 測試由Creo 2軟件生成的圖形負載軌跡，有兩個模型，規(guī)模分別是 2000 萬頂點和 4800 萬頂點。測試包含了多個獲Creo 2支持的渲染模式，例如線框圖、抗鋸齒、著色圖、輪廓加強著色圖、著色倒影圖等。60.58的成績較合理，這項成績表明ThinkStation P410具有突出的圖形渲染能力。

Energy-01

Energy-01 測試集反映的是在地震、油氣田中的典型實體渲染應(yīng)用，對顯存和系統(tǒng)內(nèi)存的容量需求極高。中分辨率的場景包含有1GB數(shù)據(jù)集，而高分辨率的數(shù)據(jù)集高達3.2GB。如果顯卡的顯存低于4GB則無法完成高分辨率場景的渲染;如果系統(tǒng)內(nèi)存低于12GB，在運行高分辨率測試的時候就會失去響應(yīng)。本次測試的ThinkStation P410配備了16GB內(nèi)存，Quadro M4000搭載有8GB顯存，順利完成了測試并獲得了5.52的成績。這個成績甚至高過搭載上代更高一級別的Quadro K5200的成績。

Maya-04

圖12 Maya-04測試截圖

Maya-04模型規(guī)模是有72.75萬頂點的電力廠場景。測試包括著色、屏幕空間蔽塞著色、屏幕空間蔽塞著色多采樣抗鋸齒、屏幕空間蔽塞著色多采樣抗鋸齒 + 浮點渲染對象、屏幕空間蔽塞著色多采樣抗鋸齒 + 浮點渲染對象 + 權(quán)重平均式半透明、線框圖。對CPU、內(nèi)存和顯卡的要求都很高。64.62的成績非常突出，說明ThinkStation P410非常適合DCC領(lǐng)域用戶的選用。

Medical-01

圖13 Medical-01測試截圖

Medical-01屬于實體渲染的測試項目，不過在這里更多的數(shù)據(jù)集都是由醫(yī)學(xué)掃描儀獲得。這個測試比較偏重紋理處理和顯存帶寬的壓力。26.38的成績合理，主要得益于強大的處理器和專業(yè)圖形顯卡。

Showcase-01

圖14 Showcase-01測試截圖

Showcase-01測試由Showcase 2013生成的圖形負荷軌跡，場景中的模型規(guī)模是 800 萬頂點，這個測試是 SPECviewperf 首次引入的 DirectX 渲染測試項目。42.91的成績屬于中等水平。但對于主流單路工作站ThinkStation P410而言，這個成績可以保證用戶較流暢的處理渲染任務(wù)，適用于進行中等渲染任務(wù)的用戶選擇。

SNX-02

圖15 SNX-02測試截圖

SNX-02 測試由NX 8.0生成的圖形負載軌跡，包含了兩個模型，模型的規(guī)模分別是 715 萬頂點和 8.45 萬頂點。75.82的測試成績說明，除極個別超大型裝配的設(shè)計和組裝外，ThinkStation P410適合大部分應(yīng)用NX的用戶選擇。

SW-03

圖16 SW-03測試截圖

SW-03測試由Solidworks 2013 SP1生成的圖形負載軌跡，模型規(guī)模范圍從210萬頂點到21000萬頂點。包括著色圖、邊緣著色圖、環(huán)境光吸收等測試項目。68.90的成績說明，ThinkStation P410可以基本滿足全部Solidworks的應(yīng)用環(huán)境。

三、應(yīng)用測試

(一) SolidWorks 2014測試

SolidWorks為達索系統(tǒng)(Dassault Systemes S.A)下的子公司，專門負責研發(fā)與銷售機械設(shè)計軟件的視窗產(chǎn)品。Solidworks 是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，在三維設(shè)計領(lǐng)域使用十分廣泛。同時，SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。

本項測試通過使用SolidWorks軟件處理復(fù)雜的3D圖形來考驗ThinkStation P410的性能。在基準測試中ThinkStation P410表現(xiàn)良好，所以應(yīng)用測試要有一定挑戰(zhàn)。最終選擇了零件數(shù)在3000個以上的某型號發(fā)動機模型作為SolidWorks 2014的測試模型。其它參數(shù)等設(shè)置均為常規(guī)數(shù)值。

1.模型載入

圖17 模型載入

打開SolidWorks 2014軟件，軟件載入速度很快。接下來載入待測試的模型。載入時對硬件的要求很高，如果處理器和內(nèi)存不夠的情況下，會出現(xiàn)長時間等待甚至打不開的狀態(tài)。模型在ThinkStation P410上可以順暢打開，加載速度較快，可以達到日常設(shè)計中的要求。

2.基本操作

圖18 線框模式

拖動模型進行平移、旋轉(zhuǎn)、放大縮小等基本操作流暢度較好，未出現(xiàn)停滯及畫面不連貫。切換顯示狀態(tài)，選擇線框模式，在轉(zhuǎn)換時沒有明顯卡頓現(xiàn)象，可以流暢的進行工作。

3.添加材質(zhì)、著色

圖19 著色

著色與添加材質(zhì)是一種“實時”的應(yīng)用環(huán)境。其中的渲染過程需要在很短時間完成。這就要求工作站必須具有強大的數(shù)據(jù)處理能力和渲染能力。ThinkStation P410憑借強大的NVIDIA Quadro M4000專業(yè)顯卡，瞬間完成模型的著色與添加材質(zhì)操作。提高了SolidWorks的視覺質(zhì)量，而且模型交互性幾乎沒有任何損失。

4.圖形截面檢查

圖20 模型剖切

在設(shè)計過程中，工程師經(jīng)常需要使用截面來觀察裝配圖內(nèi)部的細節(jié)情況，比如干涉、間隙等細節(jié)，完整的掌控整個裝配圖中的每一個裝配與配合細節(jié)。在ThinkStation P410上對測試模型使用界面命令，移動界面觀察模型細節(jié)，放大縮小模型。操作過程中未感受到粘滯感，放大縮小以及變化視圖角度時操作流暢。這得益于ThinkStation P410強大的處理器和大容量內(nèi)存。

5.生成鏡像

圖21 模型鏡像

鏡像功能是設(shè)計過程中最常用到的命令之一，它可以幫助用戶快速的生成結(jié)構(gòu)一致的模型及特征。本次測試的模型由于零件數(shù)目在3000個以上，屬于大型模型。在進行鏡像時，出現(xiàn)了大約5秒左右短暫的卡頓現(xiàn)象。入門級任務(wù)的模型零件數(shù)一般在1000個左右，鏡像后的模型總零件數(shù)已經(jīng)超過6000個，測試機ThinkStation P410屬于主流單路工作站，所以出現(xiàn)短暫卡頓也屬于正常，符合情理。在執(zhí)行完鏡像命令之后，模型移動、選擇、旋轉(zhuǎn)等操作又恢復(fù)流暢。據(jù)估計，當總零件數(shù)小于3000個時，ThinkStation P410可以瞬間完成鏡像過程。

6.生成工程圖

圖22 工程圖生成

工程圖是設(shè)計模型銜接生產(chǎn)制造的一個重要環(huán)節(jié)，在工程圖的創(chuàng)建過程中需要計算大量數(shù)據(jù)，所以工程視圖的生成速度也是反映工作站性能的一個指標。本次測試的模型相對較為復(fù)雜，在生成工程圖的過程中未出現(xiàn)明顯的卡頓、停滯現(xiàn)象。對工程視圖的細節(jié)編輯中，如縮放、尺寸標注、局部放大圖、剖面圖生成等操作，可以很流暢的進行，沒有絲毫卡頓。

總結(jié)

ThinkStation P410順利完成在SolidWorks 2014中的各項苛刻測試。測試過程中整體感覺流暢，操作體驗感良好。說明，ThinkStation P410適合完成包括設(shè)計、渲染、裝配等操作在內(nèi)的絕大多數(shù)SolidWorks的任務(wù)。

(二)NX10渲染測試

來自SiemensPLM的NX是一款交互式 CAD/CAM系統(tǒng)，它功能強大，可以輕松實現(xiàn)各種復(fù)雜實體及造型的建構(gòu)。擁有虛擬制造廠流程的科技技術(shù)，針對用戶的虛擬產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計的需求，提供了經(jīng)過實踐驗證的解決方案。NX 包含了企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的集成應(yīng)用套件，用于產(chǎn)品設(shè)計、工程和制造全范圍的開發(fā)過程。

本項測試主要使用NX10的渲染引擎對ThinkStation P410的渲染性能進行測試。本次測試之所以沒有選擇一款專業(yè)的渲染軟件進行測試，主要是考慮到ThinkStation P410定位于主流單路工作站，用戶一般會用于完成設(shè)計相關(guān)的渲染工作，而不是主力用做渲染。所以，我們測試的側(cè)重也應(yīng)該是配合設(shè)計所需的渲染工作而不是專業(yè)的照片級渲染。測試模型為某系統(tǒng)轉(zhuǎn)向制動總成模型，零件數(shù)為1000個。

圖23 轉(zhuǎn)向制動總成模型

渲染對工作站性能要求極高，通常模型越復(fù)雜，環(huán)境條件越復(fù)雜，渲染所需要的時間相對也較長。工作站的要求是7*24不間斷工作無宕機，這時工作站的優(yōu)勢就非常明顯，因為如果工作站不穩(wěn)定很容易出現(xiàn)渲染失敗的情況，之前幾十個小時甚至幾天渲染的結(jié)果將付之東流。

圖24 NX10渲染效果圖

對模型的材質(zhì)貼付完成后，進行渲染操作。渲染過程很快，共用時約15分鐘。整個過程對顯卡和CPU性能要求很高，ThinkStation P410表現(xiàn)非常出色。相比以往同級別的工作站完成此類任務(wù)的用時減少了約兩倍。由此可見，ThinkStation P410能很好的滿足NX平臺中等復(fù)雜程度的渲染需求。

四、總結(jié)

一款好的工作站，不僅僅需要強大的配置作為支撐，還需要有良好的用戶體驗。很多時候說的性能，并不簡單是CPU或者內(nèi)存條的幾個讀數(shù)。要想真正保證工作站的性能，是一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要每一個細節(jié)都非常認真細致的優(yōu)化。很顯然，ThinkStation P410做到了這一點?；鶞蕼y試中ThinkStation P410整機性能良好，一些偏重處理器計算性能、顯卡性能的項目成績甚至達到了中高端工作站的水平。從綜合成績來看，ThinkStation P410的硬件搭配合理，不存在明顯的性能瓶頸。在之后的SolidWorks 2014和NX 10軟件測試中，ThinkStation P410面對較日常設(shè)計更為復(fù)雜的設(shè)計條件下，表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用體驗。ThinkStation P410作為聯(lián)想P系列工作站中的主流單路工作站，使聯(lián)想入門級產(chǎn)品真正做到“物美”“價廉”并重。聯(lián)想ThinkStation P410工是單路工作站中的實力派，實至名歸!