企業數字化轉型利器

吳泳江

數字重塑世界，數字引領未來。

對制造企業來說數字化能力正在逐漸占據企業競爭力的核心位置，數字化轉型成為企業創新能力提升的決定性因素。隨著人工智能、大數據、AR和VR技術在企業研發、生產管理、設備運維等多方面發揮越來越重要的作用，工作站的應用范圍正在不斷拓寬。

日前，國際數據公司（IDC）發布的《IDC Quarterly PCD Tracker，2020Q4》報告中，2020年第四季度聯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，聯想工作站在中國區市場占有率更是高達40.3%，穩居行業第一。

在工作站市場，產品線的完整程度也是整體實力的重要體現，因此，聯想從最初就按照“普及化+專業化”的雙輪驅動策略，規劃了完整的產品線，并逐步形成了基礎單路、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，充分滿足不同行業用戶的專業需求。

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

基礎性能評測

1. 硬件配置

在硬件配置方面，P620可謂亮點十足，ThinkStation P620是業內首款搭載AMD 銳龍 Threadripper PRO 處理器的工作站產品，CPU核心數量達到了驚人的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2位倍。

AMD Threadripper Pro 對傳統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領域的高端用戶市場。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，還需要大容量的內存和更快的存儲及擴展能力。目前核心數量最多的至強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通道內存。

P620最高可搭載64核Ryzen Threadripper PRO 3995WX處理器，配備8通道1TB內存和20TB儲存，可支持雙NVIDIA Quadro RTX 8000或四塊RTX 4000專業卡，這個配置足夠應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據安全。而AMD Memory Guard可對內存進行加密，以保護敏感數據免受高級物理攻擊。

ThinkStation P520C 在配置上相對要低調很多，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內存。

從配置上能發現，P520C在CPU、顯卡和內存這些決定工作站性能的關鍵配置上都與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格，覆蓋了三維CAD/BIM設計、建模渲染、準確度計算和仿真分析等廣泛應用場景，讓企業及專業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，配合四通道內存以及M.2 SSD，能滿足大多數制造業三維設計的工作要求。

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三維設計與分析仿真來說， 32核產品也已經足夠應付了。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域最權威和流行的綜合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的測試結果以fps（幀率）的形式體現，幀率越高，說明工作站三維建模過程中越流暢，相應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揮，對硬件性能瓶頸進行過處理，因此這個評測數據很大程度上反映的是兩塊專業圖卡之間的性能差距。

因此，對比以上數據我們可以看出，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設計、仿真分析等專業應用，根據具體模型、操作的不同，性能瓶頸可能會出現在不同的硬件設備上，比如CPU核心數量與頻率、硬盤的讀寫速度以及內存大小等。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計創新中，而不是毫無意義地消耗在計算機處理過程的等待中。工作站在專業應用領域得天獨厚的優勢使其在企業數字化轉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會把所有細節全部調入內存，這種模式便于操作人員完全掌控所有細節，但整個加載過程對內存及CPU要求非常高。一般的三維CAD軟件在模型打開過程中，會根據零部件之間以及每個零部件內部的約束關系進行逐一比對，重生模型，因此計算機多線程能力往往在這一環節無法得到充分發揮，相反不同線程之間的相互調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，應該說這兩款機器在打開如此規模的大裝配模型時表現都是相當出色，全部模型加載完成后，占用內存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、旋轉和縮放等基本操作時，畫面流暢度，無不連貫現象。以上表現說明ThinkStation P520C和P620都能很好地滿足制造業工程技術人員日常設計需求。

另外需要強調一點，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

企業在設計過程中經常需要進行一些結構強度、模態和熱方面的仿真分析。傳統CAE方法需要將CAD模型導入仿真軟件中，劃分網格，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。

Creo從4.0版本開始提供實時仿真，設計師在設計的同時可以實時進行仿真分析，并根據仿真分析的結果修改、優化設計，然后再進行仿真，最終得到滿意的設計結果。實時仿真避免了大量跨部門的設計迭代，可以大量縮短研發周期。Creo可以直接把CAD設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格優化。實時仿真的操作過程也非常簡便，系統會自動從設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會在很短的時間內給出仿真結果。

實時仿真的速度隨仿真精度的不同而有所區別，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，這個模型設計細節非常豐富，包括各種類型的導角、孔和螺栓。希望通過實時仿真查看實際工況下最大應力大小和出現位置、最大變形程度，如果使用傳統CAE方法，整個過程需要大量的準備時間和復雜的計算過程，即使對于經驗豐富的專業CAE技術人員來說，也需要至少3 h的時間。

由于實時仿真的結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，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品之間的差異并不明顯，聯想工作站能在眾多豪強的混戰中脫穎而出、后來居上，一方面是由于長期以來堅持以客戶為中心持續打造的超強的產品力，可靠的品質和完善的服務體系，而另一方面其富有遠見的產品線布局更是其綜合實力的體現，基礎單路、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品家庭，能夠滿足不同領域客戶的個性化需求，成為驅動業務增長的核心原因。 同時， 完備的產品線也使聯想工作站得以在影視特效、建筑BIM、工業設計和精密影像處理等眾多不同領域中發揮專長， 提供前所未有的出色體驗。

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