企业数字化转型利器

吴泳江

数字重塑世界，数字引领未来。

对制造企业来说数字化能力正在逐渐占据企业竞争力的核心位置，数字化转型成为企业创新能力提升的决定性因素。随着人工智能、大数据、AR和VR技术在企业研发、生产管理、设备运维等多方面发挥越来越重要的作用，工作站的应用范围正在不断拓宽。

日前，国际数据公司（IDC）发布的《IDC Quarterly PCD Tracker，2020Q4》报告中，2020年第四季度联想工作站市场占有率达到41.6%，再次夺得市场第一并依旧保持着强劲的上升势头，在整个2020年度，联想工作站在中国区市场占有率更是高达40.3%，稳居行业第一。

在工作站市场，产品线的完整程度也是整体实力的重要体现，因此，联想从最初就按照“普及化+专业化”的双轮驱动策略，规划了完整的产品线，并逐步形成了基础单路、主流单路、顶级单路、主流双路、旗舰双路以及移动工作站的完整布局，充分满足不同行业用户的专业需求。

这次评测由《智能制造》杂志联合PTC公司共同举办，首先通过基础硬件测试了解这两款机器在图形性能方面的表现，其次则希望借助Creo软件的实际应用，真实反应这两款产品在三维建模和仿真分析的性能。

基础性能评测

1. 硬件配置

在硬件配置方面，P620可谓亮点十足，ThinkStation P620是业内首款搭载AMD 锐龙 Threadripper PRO 处理器的工作站产品，CPU核心数量达到了惊人的64核。同时，P620也是目前唯一一款支持第四代PCIe接口的工作站，带宽实现2位倍。

AMD Threadripper Pro 对传统Intel的至强CPU来说，绝对是强劲对手， AMD在拿下大量游戏玩家后，又把目光投向了专业领域的高端用户市场。对于三维建模和仿真分析来说不仅需要有大量的处理器核心，还需要大容量的内存和更快的存储及扩展能力。目前核心数量最多的至强W处理器是2019年第二季度上市的Xeon W-3275，拥有28核心以及6通道内存。

P620最高可搭载64核Ryzen Threadripper PRO 3995WX处理器，配备8通道1TB内存和20TB储存，可支持双NVIDIA Quadro RTX 8000或四块RTX 4000专业卡，这个配置足够应付几乎所有工作站用户需求。同时，处理器集成了芯片级高级安全功能，用户可更好地保护数据安全。而AMD Memory Guard可对内存进行加密，以保护敏感数据免受高级物理攻击。

ThinkStation P520C 在配置上相对要低调很多，其最高支持18核CPU，主频最高4.1 GHz，显卡可支持到Quadro RTX 5000，最高支持256 GB内存。

从配置上能发现，P520C在CPU、显卡和内存这些决定工作站性能的关键配置上都与P620存在不小差距。P520C作为超高性价比的主流单路工作站，同样具备多种配置规格，覆盖了三维CAD/BIM设计、建模渲染、准确度計算和仿真分析等广泛应用场景，让企业及专业用户能够进行更灵活的选择。ThinkStation P520C处理器可具备4.0 GHz以上主频，配合四通道内存以及M.2 SSD，能满足大多数制造业三维设计的工作要求。

很遗憾，本次评测没有拿到有标志意义的64核P620工作站，但其实对于绝大多数三维设计与分析仿真来说， 32核产品也已经足够应付了。本次评测的两款P520C、P620两款工作站主要配置如下。

2. SPECViewperf 测试

本次测试选用了最新版的SPECviewperf 2020，对广大CAD工程师来说，这款软件可以说是当前工作站领域最权威和流行的综合BenchMark软件，其测试主要是针对3D建模和渲染。SPECviewperf 2020相当于其在Windows下的14版本，新版测试软件更新了8个子测试集，其中使用OpenGL 4.5图形驱动接口的包括catia-06、creo-03、energy-03、maya-06、medical-03、snx-04和solidworks-05，基于DirectX 12 API的只有一个3dsmax-07。SPECViewperf的测试结果以fps（帧率）的形式体现，帧率越高，说明工作站三维建模过程中越流畅，相应的处理速度也就更快。

有一点需要说明SPECviewperf为了使CPU尽量少地影响到显卡本身性能的发挥，对硬件性能瓶颈进行过处理，因此这个评测数据很大程度上反映的是两块专业图卡之间的性能差距。

因此，对比以上数据我们可以看出，虽然两个平台的测试得分差距比较悬殊，各软件得分平均相差271%以上，但还是基本符合我们测试之前的预期，仅从RTX6000功耗295 W，显存24G，而P2200只有75 W和5G显存这两项，就能说明这些差异并不算太过于夸张。

实际使用过程中，特别是三维CAD设计、仿真分析等专业应用，根据具体模型、操作的不同，性能瓶颈可能会出现在不同的硬件设备上，比如CPU核心数量与频率、硬盘的读写速度以及内存大小等。另外，还有一点在所有测试软件中，Creo-03这一项的得分差距是最少的，这一点是在这次实际应用测试选用Creo之前没有想到的。

Creo实测

每一个制造工程师对计算机性能的追求都是永无止境的。更快的处理速度和更稳定的运行不仅代表了更高的工作效率，也意味着可以把更多的精力集中到设计创新中，而不是毫无意义地消耗在计算机处理过程的等待中。工作站在专业应用领域得天独厚的优势使其在企业数字化转型的过程中扮演越来越重要的角色。

1. 大装配

铲车模型包括全部零部件、管路和线束，共计1 576种各类零件。在Creo中直接打开文件时系统会把所有细节全部调入内存，这种模式便于操作人员完全掌控所有细节，但整个加载过程对内存及CPU要求非常高。一般的三维CAD软件在模型打开过程中，会根据零部件之间以及每个零部件内部的约束关系进行逐一比对，重生模型，因此计算机多线程能力往往在这一环节无法得到充分发挥，相反不同线程之间的相互调用可能要花不少时间。

在打开时间上P520C用时大约2 min，而P620仅仅用时不到1 min，应该说这两款机器在打开如此规模的大装配模型时表现都是相当出色，全部模型加载完成后，占用内存11G，而整体上CPU、GPU占用情况也都处于比较低的水平。模型载入时对工作站性能需求较高，CPU和内存都会影响模型载入速度。

在进行模型显示模式更换以及拖动模型进行平移、旋转和缩放等基本操作时，画面流畅度，无不连贯现象。以上表现说明ThinkStation P520C和P620都能很好地满足制造业工程技术人员日常设计需求。

另外需要强调一点，Creo软件本身还提供一种低硬件要求的大装备文件打开方式。在打开大装配模型时，选择打开轻量化图形，会明显提高打开装备体的速度，瞬间就可打开整个模型。采用这种模式打开的模型，只具备大致的外形轮廓，细节上非常粗糙，如果需要仔细查看或者修改某个零部件，只需对其双击，软件就会把相关零部件的详细信息完整地显示出来。硬件性能不足的情况下，这种方式可以在一定程度解决大装备模型运行的问题。

2. 实时仿真

企业在设计过程中经常需要进行一些结构强度、模态和热方面的仿真分析。传统CAE方法需要将CAD模型导入仿真软件中，划分网格，同时为提升速度还要进行必要的几何清理，去除不必要的细节。

Creo从4.0版本开始提供实时仿真，设计师在设计的同时可以实时进行仿真分析，并根据仿真分析的结果修改、优化设计，然后再进行仿真，最终得到满意的设计结果。实时仿真避免了大量跨部门的设计迭代，可以大量缩短研发周期。Creo可以直接把CAD设计模型切换到实时仿真模式中，同时不再需要进行几何清理以及网格优化。实时仿真的操作过程也非常简便，系统会自动从设计模型中提取材料类型，而工程师只需要选择所需仿真精度，给定边界条件和载荷，Creo会在很短的时间内给出仿真结果。

实时仿真的速度随仿真精度的不同而有所区别，但即便是高精度的实时仿真在GPU并行计算能力的加持下，所用时间也非常有限。以本次测试所选的雪地摩托车底盘模型为例，这个模型设计细节非常丰富，包括各种类型的导角、孔和螺栓。希望通过实时仿真查看实际工况下最大应力大小和出现位置、最大变形程度，如果使用传统CAE方法，整个过程需要大量的准备时间和复杂的计算过程，即使对于经验丰富的专业CAE技术人员来说，也需要至少3 h的时间。

由于实时仿真的结果是随着仿真收敛的过程逐步显示出来的，而且在整个分析过程中Creo并没有进度条来提示分析的过程，因此很难计算出准确的时间。在我们测试的直观感受中P620完成整个过程大约用时1 min 40 s，而P520C的计算时间也没有超过3 min。整个过程GPU的并行计算能力得以充分展现，两个平台的GPU占用率在计算过程中都始终保持在95%以上。

对于配备了用于并行计算的4 608 个 CUDA 核心、576 个 Tensor Core核心和72 个 RT Core核心 RTX6000来说，Quadro RTX 6000在实时仿真方面的表现尤为出色。

写在最后

当前工作站市场可谓竞争激烈，而且市场上主流工作站产品之间的差异并不明显，联想工作站能在众多豪强的混战中脱颖而出、后来居上，一方面是由于长期以来坚持以客户为中心持续打造的超强的产品力，可靠的品质和完善的服务体系，而另一方面其富有远见的产品线布局更是其综合实力的体现，基础单路、主流单路、高端单路、高端双路、旗舰双路工作站以及移动工作站组成的庞大产品家庭，能够满足不同领域客户的个性化需求，成为驱動业务增长的核心原因。 同时， 完备的产品线也使联想工作站得以在影视特效、建筑BIM、工业设计和精密影像处理等众多不同领域中发挥专长， 提供前所未有的出色体验。

这次评测的两款工作站，正是这种产品布局思路指导打造的明星产品。P520C针对主流三维CAD市场可以满足大部分工程技术人员的需求，而P620则在重点覆盖高端、复杂三维设计任务的同时，利用其突出的硬件性能出色的完成以CAE为代表的大数据量处理工作，同时其处理的GPU对于制造业应用越来越广泛的基于人工智能的设计、大数据处理任务都更加游刃有余。