吳泳江

數(shù)字重塑世界，數(shù)字引領(lǐng)未來。

對制造企業(yè)來說數(shù)字化能力正在逐漸占據(jù)企業(yè)競爭力的核心位置，數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為企業(yè)創(chuàng)新能力提升的決定性因素。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、AR和VR技術(shù)在企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)管理、設(shè)備運維等多方面發(fā)揮越來越重要的作用，工作站的應(yīng)用范圍正在不斷拓寬。

日前，國際數(shù)據(jù)公司（IDC）發(fā)布的《IDC Quarterly PCD Tracker，2020Q4》報告中，2020年第四季度聯(lián)想工作站市場占有率達到41.6%，再次奪得市場第一并依舊保持著強勁的上升勢頭，在整個2020年度，聯(lián)想工作站在中國區(qū)市場占有率更是高達40.3%，穩(wěn)居行業(yè)第一。

在工作站市場，產(chǎn)品線的完整程度也是整體實力的重要體現(xiàn)，因此，聯(lián)想從最初就按照“普及化+專業(yè)化”的雙輪驅(qū)動策略，規(guī)劃了完整的產(chǎn)品線，并逐步形成了基礎(chǔ)單路、主流單路、頂級單路、主流雙路、旗艦雙路以及移動工作站的完整布局，充分滿足不同行業(yè)用戶的專業(yè)需求。

這次評測由《智能制造》雜志聯(lián)合PTC公司共同舉辦，首先通過基礎(chǔ)硬件測試了解這兩款機器在圖形性能方面的表現(xiàn)，其次則希望借助Creo軟件的實際應(yīng)用，真實反應(yīng)這兩款產(chǎn)品在三維建模和仿真分析的性能。

基礎(chǔ)性能評測

1. 硬件配置

在硬件配置方面，P620可謂亮點十足，ThinkStation P620是業(yè)內(nèi)首款搭載AMD 銳龍 Threadripper PRO 處理器的工作站產(chǎn)品，CPU核心數(shù)量達到了驚人的64核。同時，P620也是目前唯一一款支持第四代PCIe接口的工作站，帶寬實現(xiàn)2位倍。

AMD Threadripper Pro 對傳統(tǒng)Intel的至強CPU來說，絕對是強勁對手， AMD在拿下大量游戲玩家后，又把目光投向了專業(yè)領(lǐng)域的高端用戶市場。對于三維建模和仿真分析來說不僅需要有大量的處理器核心，還需要大容量的內(nèi)存和更快的存儲及擴展能力。目前核心數(shù)量最多的至強W處理器是2019年第二季度上市的Xeon W-3275，擁有28核心以及6通道內(nèi)存。

P620最高可搭載64核Ryzen Threadripper PRO 3995WX處理器，配備8通道1TB內(nèi)存和20TB儲存，可支持雙NVIDIA Quadro RTX 8000或四塊RTX 4000專業(yè)卡，這個配置足夠應(yīng)付幾乎所有工作站用戶需求。同時，處理器集成了芯片級高級安全功能，用戶可更好地保護數(shù)據(jù)安全。而AMD Memory Guard可對內(nèi)存進行加密，以保護敏感數(shù)據(jù)免受高級物理攻擊。

ThinkStation P520C 在配置上相對要低調(diào)很多，其最高支持18核CPU，主頻最高4.1 GHz，顯卡可支持到Quadro RTX 5000，最高支持256 GB內(nèi)存。

從配置上能發(fā)現(xiàn)，P520C在CPU、顯卡和內(nèi)存這些決定工作站性能的關(guān)鍵配置上都與P620存在不小差距。P520C作為超高性價比的主流單路工作站，同樣具備多種配置規(guī)格，覆蓋了三維CAD/BIM設(shè)計、建模渲染、準確度計算和仿真分析等廣泛應(yīng)用場景，讓企業(yè)及專業(yè)用戶能夠進行更靈活的選擇。ThinkStation P520C處理器可具備4.0 GHz以上主頻，配合四通道內(nèi)存以及M.2 SSD，能滿足大多數(shù)制造業(yè)三維設(shè)計的工作要求。

很遺憾，本次評測沒有拿到有標志意義的64核P620工作站，但其實對于絕大多數(shù)三維設(shè)計與分析仿真來說， 32核產(chǎn)品也已經(jīng)足夠應(yīng)付了。本次評測的兩款P520C、P620兩款工作站主要配置如下。

2. SPECViewperf 測試

本次測試選用了最新版的SPECviewperf 2020，對廣大CAD工程師來說，這款軟件可以說是當前工作站領(lǐng)域最權(quán)威和流行的綜合BenchMark軟件，其測試主要是針對3D建模和渲染。SPECviewperf 2020相當于其在Windows下的14版本，新版測試軟件更新了8個子測試集，其中使用OpenGL 4.5圖形驅(qū)動接口的包括catia-06、creo-03、energy-03、maya-06、medical-03、snx-04和solidworks-05，基于DirectX 12 API的只有一個3dsmax-07。SPECViewperf的測試結(jié)果以fps（幀率）的形式體現(xiàn)，幀率越高，說明工作站三維建模過程中越流暢，相應(yīng)的處理速度也就更快。

有一點需要說明SPECviewperf為了使CPU盡量少地影響到顯卡本身性能的發(fā)揮，對硬件性能瓶頸進行過處理，因此這個評測數(shù)據(jù)很大程度上反映的是兩塊專業(yè)圖卡之間的性能差距。

因此，對比以上數(shù)據(jù)我們可以看出，雖然兩個平臺的測試得分差距比較懸殊，各軟件得分平均相差271%以上，但還是基本符合我們測試之前的預(yù)期，僅從RTX6000功耗295 W，顯存24G，而P2200只有75 W和5G顯存這兩項，就能說明這些差異并不算太過于夸張。

實際使用過程中，特別是三維CAD設(shè)計、仿真分析等專業(yè)應(yīng)用，根據(jù)具體模型、操作的不同，性能瓶頸可能會出現(xiàn)在不同的硬件設(shè)備上，比如CPU核心數(shù)量與頻率、硬盤的讀寫速度以及內(nèi)存大小等。另外，還有一點在所有測試軟件中，Creo-03這一項的得分差距是最少的，這一點是在這次實際應(yīng)用測試選用Creo之前沒有想到的。

Creo實測

每一個制造工程師對計算機性能的追求都是永無止境的。更快的處理速度和更穩(wěn)定的運行不僅代表了更高的工作效率，也意味著可以把更多的精力集中到設(shè)計創(chuàng)新中，而不是毫無意義地消耗在計算機處理過程的等待中。工作站在專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域得天獨厚的優(yōu)勢使其在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中扮演越來越重要的角色。

1. 大裝配

鏟車模型包括全部零部件、管路和線束，共計1 576種各類零件。在Creo中直接打開文件時系統(tǒng)會把所有細節(jié)全部調(diào)入內(nèi)存，這種模式便于操作人員完全掌控所有細節(jié)，但整個加載過程對內(nèi)存及CPU要求非常高。一般的三維CAD軟件在模型打開過程中，會根據(jù)零部件之間以及每個零部件內(nèi)部的約束關(guān)系進行逐一比對，重生模型，因此計算機多線程能力往往在這一環(huán)節(jié)無法得到充分發(fā)揮，相反不同線程之間的相互調(diào)用可能要花不少時間。

在打開時間上P520C用時大約2 min，而P620僅僅用時不到1 min，應(yīng)該說這兩款機器在打開如此規(guī)模的大裝配模型時表現(xiàn)都是相當出色，全部模型加載完成后，占用內(nèi)存11G，而整體上CPU、GPU占用情況也都處于比較低的水平。模型載入時對工作站性能需求較高，CPU和內(nèi)存都會影響模型載入速度。

在進行模型顯示模式更換以及拖動模型進行平移、旋轉(zhuǎn)和縮放等基本操作時，畫面流暢度，無不連貫現(xiàn)象。以上表現(xiàn)說明ThinkStation P520C和P620都能很好地滿足制造業(yè)工程技術(shù)人員日常設(shè)計需求。

另外需要強調(diào)一點，Creo軟件本身還提供一種低硬件要求的大裝備文件打開方式。在打開大裝配模型時，選擇打開輕量化圖形，會明顯提高打開裝備體的速度，瞬間就可打開整個模型。采用這種模式打開的模型，只具備大致的外形輪廓，細節(jié)上非常粗糙，如果需要仔細查看或者修改某個零部件，只需對其雙擊，軟件就會把相關(guān)零部件的詳細信息完整地顯示出來。硬件性能不足的情況下，這種方式可以在一定程度解決大裝備模型運行的問題。

2. 實時仿真

企業(yè)在設(shè)計過程中經(jīng)常需要進行一些結(jié)構(gòu)強度、模態(tài)和熱方面的仿真分析。傳統(tǒng)CAE方法需要將CAD模型導(dǎo)入仿真軟件中，劃分網(wǎng)格，同時為提升速度還要進行必要的幾何清理，去除不必要的細節(jié)。

Creo從4.0版本開始提供實時仿真，設(shè)計師在設(shè)計的同時可以實時進行仿真分析，并根據(jù)仿真分析的結(jié)果修改、優(yōu)化設(shè)計，然后再進行仿真，最終得到滿意的設(shè)計結(jié)果。實時仿真避免了大量跨部門的設(shè)計迭代，可以大量縮短研發(fā)周期。Creo可以直接把CAD設(shè)計模型切換到實時仿真模式中，同時不再需要進行幾何清理以及網(wǎng)格優(yōu)化。實時仿真的操作過程也非常簡便，系統(tǒng)會自動從設(shè)計模型中提取材料類型，而工程師只需要選擇所需仿真精度，給定邊界條件和載荷，Creo會在很短的時間內(nèi)給出仿真結(jié)果。

實時仿真的速度隨仿真精度的不同而有所區(qū)別，但即便是高精度的實時仿真在GPU并行計算能力的加持下，所用時間也非常有限。以本次測試所選的雪地摩托車底盤模型為例，這個模型設(shè)計細節(jié)非常豐富，包括各種類型的導(dǎo)角、孔和螺栓。希望通過實時仿真查看實際工況下最大應(yīng)力大小和出現(xiàn)位置、最大變形程度，如果使用傳統(tǒng)CAE方法，整個過程需要大量的準備時間和復(fù)雜的計算過程，即使對于經(jīng)驗豐富的專業(yè)CAE技術(shù)人員來說，也需要至少3 h的時間。

由于實時仿真的結(jié)果是隨著仿真收斂的過程逐步顯示出來的，而且在整個分析過程中Creo并沒有進度條來提示分析的過程，因此很難計算出準確的時間。在我們測試的直觀感受中P620完成整個過程大約用時1 min 40 s，而P520C的計算時間也沒有超過3 min。整個過程GPU的并行計算能力得以充分展現(xiàn)，兩個平臺的GPU占用率在計算過程中都始終保持在95%以上。

對于配備了用于并行計算的4 608 個 CUDA 核心、576 個 Tensor Core核心和72 個 RT Core核心 RTX6000來說，Quadro RTX 6000在實時仿真方面的表現(xiàn)尤為出色。

寫在最后

當前工作站市場可謂競爭激烈，而且市場上主流工作站產(chǎn)品之間的差異并不明顯，聯(lián)想工作站能在眾多豪強的混戰(zhàn)中脫穎而出、后來居上，一方面是由于長期以來堅持以客戶為中心持續(xù)打造的超強的產(chǎn)品力，可靠的品質(zhì)和完善的服務(wù)體系，而另一方面其富有遠見的產(chǎn)品線布局更是其綜合實力的體現(xiàn)，基礎(chǔ)單路、主流單路、高端單路、高端雙路、旗艦雙路工作站以及移動工作站組成的龐大產(chǎn)品家庭，能夠滿足不同領(lǐng)域客戶的個性化需求，成為驅(qū)動業(yè)務(wù)增長的核心原因。 同時， 完備的產(chǎn)品線也使聯(lián)想工作站得以在影視特效、建筑BIM、工業(yè)設(shè)計和精密影像處理等眾多不同領(lǐng)域中發(fā)揮專長， 提供前所未有的出色體驗。

這次評測的兩款工作站，正是這種產(chǎn)品布局思路指導(dǎo)打造的明星產(chǎn)品。P520C針對主流三維CAD市場可以滿足大部分工程技術(shù)人員的需求，而P620則在重點覆蓋高端、復(fù)雜三維設(shè)計任務(wù)的同時，利用其突出的硬件性能出色的完成以CAE為代表的大數(shù)據(jù)量處理工作，同時其處理的GPU對于制造業(yè)應(yīng)用越來越廣泛的基于人工智能的設(shè)計、大數(shù)據(jù)處理任務(wù)都更加游刃有余。