计算机辅助设计软件运行之硬件环境分析

徐开秋

计算机辅助设计软件运行之硬件环境分析

徐开秋

（天津工程职业技术学院，天津市 300280）

计算机辅助设计主要涉及平面设计、机械制图、建筑效果图制作等领域，常用软件诸如Photoshop、Auto CAD、3ds Max等软件。这些软件的运行都会对计算机的硬件环境有很高的要求，文章将就其运行的硬件环境进行分析。

多核心处理器；3D性能测试；独立显卡；显存位宽；内存带宽

在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。

计算机硬件配置中，最为重要的无非是CPU、显卡、内存这几大件。尤其是在运行这些计算机辅助设计大型软件的情况下，会对这些核心硬件的性能提出更高的要求。下面就通过对这几种核心硬件的性能进行分析，来判断一下能够使这些辅助设计软件顺畅运行的硬件环境。

一、CPU性能分析

CPU即中央处理器，是一台计算机的运算核心和控制核心，相当于人的大脑，决定着计算机各个部件之间的协同配合和运算速度，它的性能强弱直接影响着电脑软件运行的流畅程度。

1．微处理器行业两大阵营优劣对比

AMD与Intel的持久对抗始终是微处理器行业内的头号话题。虽然Intel始终灭不掉AMD，AMD也无法彻底超越Intel，但是二者的强强对话总是能擦出耀眼的火花。

总体而言，A MD的处理器的确略逊于Intel。多数情况下，Intel处理器的整体表现都更为出色，而且自从酷睿2双核处理器发布以来，其能耗效率也得以提升。AMD羿龙II处理器并不差，它能够以很快的速度运行所有应用，而且价格也很诱人。最新款的AMD处理器性价比很高，但整体性能依然落后于Intel，采用AMD芯片的笔记本电池续航能力远逊于Intel，尤其是与具备类似性能的Intel芯片相比。

当然，A MD芯片也绝不是一无是处。除了具有很高的性价比之外，A MD芯片在某些方面的性能是超越Intel的。比如说，AMD重视3d处理能力，AMD同档次处理器3d处理能力是Intel的120%。并且由于内存控制器内置CPU，所以处理器对内存频率要求更低。同样内存，用在AMD上速度比Intel上稍微快10%。而Intel是mmx起家的，所以Intel更重视的是视频的处理速度，Intel的优点是视频解码能力优秀和办公能力优秀，并且重视数学运算，在纯数学运算中，Intel同档次CPU比A MD快35%。在游戏中，Intel同档次CPU比AMD慢20%，3d处理是弱项。但是视频解码和视频编辑，Intel比AMD快20%。

基于以上分析，我们可以得出结论，如果运行侧重于三维图形设计类的辅助设计软件，比如Auto－CAD、3ds Max，则使用AMD处理器会在价格以及性能上更具优势；而如果运行侧重于影视、动画设计类的软件，比如ADOBE EFFACT、PREMIERE、FLASH等，则使用Intel处理器会得到更流畅的运行速度。

2．主流档次CPU性能分析

一般的主流级电脑价格大概在4000～6000元，因此千元以内是CPU一个合理的价格范围。这个价格范围内，可以选择的CPU非常多，AMD独具特色的三核CPU，带有超线程Intel酷睿i3系列双核四线程CPU等等。我们选择了几款最具代表性的产品进行测试，这其中包括了双核、三核、四核产品，价格从500元～900元不等。

下面来介绍一下本次参测的4款CPU。

Althon II X2 250，这是一款双核CPU，主频高达3．0 GHz，采用AM3接口。市场参考价格为410元。

Althon II X3 440，主频3 GHz的三核CPU，市场参考价格560元。

Althon II X4 635，市面上最便宜的四核CPU系列，市场参考价格为850元。

Core i3 530，双核四线程CPU，主频2．93 GHz，LGA 1156接口。集成GPU。市场参考价格为805元。

测试的平台如下：

AMD与Intel平台分别选用了880 G和P55芯片组。其他硬件配置都相同：2 GB双通道内存，500 GB硬盘等。考虑到整机预算，显卡的投入不应该超过2000元。故选用了蓝宝石的ATi HD 5830做为本次测试的显卡。这是一款采用Cypress核心的HD 5800系列显卡，全面支持DX11，核心速度800 MHz，拥有1GB GDDR5显存，256bit显存位宽。

3DMar k Vantage2008年4月28日发布，是业界第一套专门基于微软DX10 API打造的综合性基准测试工具，并能全面发挥多路显卡、多核心处理器的优势，能在当前和未来一段时间内满足PC系统3D性能测试需求。3DMar k 11正式推出之前，3DMar k Vantage仍然是测试系统3D性能的最权威工具。

测试使用了Perfor mance模式，分辨率为1280x1024，没有开启抗锯齿和异向过滤。测试结果如下：

CPU型号 CPU 得分 总分Althon II X2 250 4923 8696 Althon II X3 440 7149 10332 Althon II X 3 530 8536 11440 4 635 9225 11087 Core i

在测试中，i3 530的总分最高，展示了其强大的3D性能，而X4 635紧随其后，X3 440虽然少一个核心，但是差距也不大。而X2就比较惨了，双核心的性能差距与多核心十分明显。而CPU得分方面，X4 635凭借4颗物理核心的优势占据第一。

由此我们可以得出结论，AMD Althon II X4 635以上级别和Intel Core i3 530以上级别的 CPU 均能很好地支持Auto CAD、3ds Max等大型辅助设计软件的流畅运行。

二、显卡性能分析

显卡全称为显示接口卡，又称为显示适配器，是计算机最基本的组成部分之一。显卡的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，承担输出显示图形的任务，对于从事专业图形设计来说显卡非常重要。

1．显卡分类

显卡主要被划分为两大板块：一块是集成显卡，另一块为独立显卡。

集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都做在主板上，与主板融为一体。集成显卡的显示芯片有单独的，但大部分都集成在主板的北桥芯片中；一些主板集成的显卡也在主板上单独安装显存，但其容量较小，集成显卡的显示效果与处理性能相对较弱，不能对显卡进行硬件升级。集成显卡的功耗和热量都很小；但是由于其显示模块和主板芯片组进行绑定，就没有多种显示模块和芯片组的组合供消费者选择，同时并没有采用单独芯片进行显示模块处理，导致显示效果比较一般。

独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上，自成一体而作为一块独立的板卡存在，它需占用主板的扩展插槽。独立显卡其采用的专业的图像显处理芯片（GPU），性能更强大，其不仅可以胜任平时的一般工作，同时还能在大型游戏和3D处理方面大显身手。但缺点是系统功耗有所加大，发热量也较大，需额外花费购买显卡的资金。

由于计算机辅助设计类软件均为大型图形图像类软件，对显卡的要求很高，因此，选择性能更加强大的独立显卡应该成为我们共识。

2．Nvidia与ATI两大阵营产品分析

如同处理器市场的Intel和AMD一样，2000年以后，显卡市场演变为Nvidia与ATI两雄争霸的局势，十年来，两大阵营在显卡市场不停交替领先，但差距始终甚微。也如同Intel和AMD一样，两家显卡在技术侧重点上略有不同：Nvidia显卡（以下简称N卡）更注重3D性能与速度，ATI显卡（以下简称A卡）更注重2D平面画质。因此，我们在配置显卡时只需针对自己软件运用的侧重点即可轻松决定品牌的选择，而具体的档次、型号与性能，两大品牌也各有排列的规则。

从性能上看，影响显卡性能的参数主要有：流处理器、核心频率、显存位宽、显存类型、显存容量这五项。而在这其中，我们平时接触最多、听到最多就是显存容量了，甚至许多经销商往往都是通过对显存容量的过分夸大宣传来误导消费者的。

其实从根本意义上来说，并不是这样的。我们说，显卡的性能取决于其各项综合素质，并不是某一项指标高，性能就肯定强，这其中还要考虑到核心架构、流处理器数量（渲染管线）、核心／显存频率、显存容量／位宽等等。许多厂商在宣传时，喜欢强调它们的显卡采用了很大容量的显存，让消费者误以为显卡性能是由显存容量来决定的。事实上，比起显存容量来说，显存位宽更为重要。NVIDIA和AMD－ATI在这方面显然达成了一个共识，那就是通过分割显存位宽来拉开高中低显卡之间的差距：64bit属于低端、128bit为中端、256bit以上为高端等等。

N卡的流处理器和A卡的流处理器在本质上是有区别的。A卡的一个流处理器只能执行一个命令，而N卡的一个流处理器可以执行几个命令，理论上N卡一个流处理器＝5个A卡流处理器，但是也不能完全这么换算。例如，在3650级别以上的显卡流处理器超过了320个的时候，A卡流处理器个数的提升与性能的提升就并不成正比了。而N卡则不然，流处理器个数的提升与处理性能的提升是成正比的。

如ATI移动版3470显卡40个流处理器而Nvidia9300 M GS有8个流处理器，由于采用同频率显存时二者性能差不多。因为从上面的公式中来看，8×5＝40这个是成立的。但是，随着流处理器的增多，1个N卡流处理器大于5个A卡流处理器，越高级的显卡差距越大，比如ATI的3850中800流处理器却在性能上不敌Nvidia的9800 GT中的116流处理器。

当然，显卡的核心、显存类型等等也同样对性能有着举足轻重的作用。确实，这么多的显卡、这么的多的类别、这么多的技术参数如果一下全部弄清对于普通消费者来说也是不可能的。所以，我们特别提供几款最常见到的显卡的性能参数和3DMar k测试分数。希望能够通过详细的对比，为大家在了解和选购方面提供一点帮助。

为大家提供测试的这个类别的显卡同样是大家最熟悉的中端主流产品，从性能上来说，都能基本或很好地完成各种辅助设计软件对3D和2D渲染工作的要求。而大家只需通过对测试得出的数据加以比较，按照软件运行实际所需和所能承受的价格来进行选配即可。

厂商 显卡名称 核心代号顶点着色器像素着色器核心频率着色器频率显存频率显存带宽Direct X制造工艺3D Mark 01 3D Mark 03 3D Mark 05 3D Mark 06 ATI Mobi－lity Radeon HD 3870 M88 320 660 660 850 256 10．1 55 21439 28981 12885 8064 NVI DIA Ge Force Go 7900 GTX SLI G 71 M 48 16 500 500 600 256 9c 90 26600 24000 10585 6820

厂商 显卡名称 核心代号顶点着色器像素着色器核心频率着色器频率3D Mar k显存频率显存带宽Direct X制造工艺3D Mar k 01 3D Mar k 03 3D Mar k 05 06 NVI DIA 64 500 1250 800 256 10 65 28301 2487 11777 8289 NVI DIA Ge Force 8800 M GTS NB 8E 90 32000 21000 9700 5358 NVI DIA Ge Force Go 7950 GTX G 71 M 24 8 575 575 700 256 9c 10 80 28439 24181 14111 8211 NVI DIA 8700 M GT SLI G 84 M 64 625 1250 800 2x 128 Ge Force 110 26743 23125 9969 5135 NVI DIA Ge Force Go 7800 GTX SLI G 70 M 48 16 440 440 550 256 9c 90 24456 22068 9996 5038 NVI DIA Ge Force Go 7900 GS SLI G 71 M 40 14 375 375 500 256 9c 90 25000 18200 8306 4750 NVI DIA Ge Force Go 7900 GTX G 71 M 24 8 500 500 600 256 9c Quadro FX 2500 M G71 gl m 24 8 500 500 600 256 9c 90 27600 18342 8450 4695

三、内存性能分析

内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。

1．内存的发展及划代

SDRAM时代：自Intel Celeron系列以及A MD K6处理器以及相关的主板芯片组推出后，EDO DRAM内存性能再也无法满足需要了，内存技术必须彻底得到个革新才能满足新一代CPU架构的需求，此时内存开始进入比较经典的SDRA M时代。

DDR时代：DDR SDRA M（Double Data Rate SDRAM）简称DDR，也就是“双倍速率SDRA M”的意思。DDR可以说是SDRAM的升级版本，DDR在时钟信号上升沿与下降沿各传输一次数据，这使得DDR的数据传输速度为传统SDRAM的两倍。由于仅多采用了下降缘信号，因此并不会造成能耗增加。DDR内存是作为一种在性能与成本之间折中的解决方案，其目的是迅速建立起牢固的市场空间，继而一步步在频率上高歌猛进，最终弥补内存带宽上的不足。

DDR2时代：随着CPU性能的不断提高，我们对内存性能的要求也逐步升级。不可否认，紧紧依高频率提升带宽的DDR迟早会力不从心，因此JEDEC组织很早就开始酝酿DDR2标准，加上LGA775接口的915／925以及最新的945等新平台开始对DDR2内存的支持，DDR2内存将开始演义内存领域的今天。

DDR3时代：DDR3相比起DDR2有更低的工作电压，从DDR2的1．8 V降落到1．5 V，性能更好更为省电；DDR2的4bit预读升级为8bit预读。DDR3目前最高能够达到2000 Mhz的速度。

2．内存容量、速度与带宽对性能的影响

内存作为电脑中重要的配件之一，内存容量的大小确实能够直接关系到整个系统的性能。随着CPU性能的飙升，内存条只有在容量和速度上不断提升，才能与CPU打好配合充分发挥电脑的性能。因此，内存容量已经越来越受到消费者的关注，尤其在目前WIN7操作系统已经开始取代XP之时，对于最新的WIN7操作系统，多数消费者都认为大容量能让其内存评分得到提升。

从功能上理解，我们可以将内存看作是内存控制器与CPU之间的桥梁，内存也就相当于“仓库”。显然，内存的容量决定“仓库”的大小，而内存的速度决定“桥梁”的宽窄，两者缺一不可，这也就是我们常常说的“内存容量”与“内存速度”。

内存带宽的计算方法并不复杂，大家可以遵循如下的计算公式：带宽＝总线宽度×总线频率×一个时钟周期内交换的数据包个数。很明显，在这些乘数因子中，每个都会对最终的内存带宽产生极大的影响。在PCMar k Vantage测试中，可以看到2 GB和4GB DDR3－1600内存性能比较接近，其中2 GB内存仅在启动一些办公软件时候比较落后，毕竟少了一半容量所以运行起来比较吃力。而在3Dmar k Vantage性能测试中，我们看出在Win7系统下，2 GB和4 GB内存的性能区别不是很大，成绩非常接近。同时，在WIN7环境下，2 GB内存与4GB内存差别很小，有些情况下甚至没有差别，这时如果想提高内存性能，光想着升级容量意义并不是很大。

由此可见，内存技术的发展使得内存性能已非常强大，也使我们对该项的选配变得比以前轻松很多，就目前而言，只需选配2 GB DDR3－1600内存即可很好地支持各种辅助设计软件的运行，当然，如果有条件的话配备更大容量的内存会得到更佳的性能体验。

自从计算机诞生以来，硬件在计算机系统成本中一直占主要比重，直到进入80年代才开始发生明显的变化。由于软件在计算机系统中的地位日趋重要，其开发成本也越来越高，从而使得它在计算机系统成本中的比重迅速提高，进入90年代已逐渐与硬件平分秋色。时至今日，Photoshop、Auto CAD、3ds Max等大型图形图像类软件不断升级、更新，在功能上给我们带来了越来越惊艳的操作体验，而这些软件强大的功能是要靠硬件设施的同步发展来提供支持的。而就目前来看，计算机硬件性能的高低，仍然是以CPU、显卡、内存这些核心部分硬件的性能参数作为计算机硬件整体性能评测的主要依据，因此，我们只要了解、把握住这些核心部分硬件的性能参数，合理进行计算机硬件的配置，这些强大的辅助设计软件的流畅运行就不会成为问题。

Analysis of Har d ware Envir on ment in the Soft ware Operation of Co mputer－aided Design

XU Kai－qiu

（Tianjin Engineering and Technical Institute，Tianjin 300280 China）

Computer aided design mainly involves graphic design，mechanical drawing，architectural rendering and other fields．The commonly used soft ware includes Photoshop，AutoCAD and 3Dds Max etc．which have high demands for hard ware environment．This article analyzes the har d ware environment．

multi－core processors；3 D perfor mance test；independent video card；bus width；memor y band width

TP399

A

1673－582X（2012）02－0074－05

2011－09－30

徐开秋（1970－），男，天津工程职业技术学院艺术系教师。