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| [选购]从应用角度谈图形工作站选购 [专业工作站] |
| 木棉论坛 |
| 2005-1-15 9:08:00 文/工作人员整理 |
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前 言：
计算机技术发展到今天，以其不可抗拒的魅力获得了越来越广泛的应用，CAD／CAM/CAE、3D动画设计、数字内容创作DCC，以及能够提供卓越影音效果的DVD技术等这些3D图形密集型应用程序日渐成为工作站应用的主流。
而性能更高，使用更方便，效果更逼真，服务支持更便捷以及价格更合理的个人图形工作站，成为当今用户迫切追求的目标。
图形工作站技术分析：
技术的发展应以提高应用效能作为出发点。由于各专业用户对声、色、效的不同追求，使得作为图形处理核心的三维图像处理技术理所当然地成为推动未来一代可以与视窗兼容的图像处理平台发展的原动力，这一平台将为个人专业工作站提供前所未有的逼真的立休效果及卓越的运算性能。
因此，要了解未来的计算机技术，就必须先了解三维图像处理的技术。
三维图像处理过程由创建三维模型及执行几何运算开始。一个完整的三维图像处理过程可分为物理运算、几何转换、剪切及光效、三角形设定和像素渲染四个阶段，其中需要进行大量的浮点运算（包括物理实体、几何转换、剪切、光效，以及三角形设定）和整数运算（包括三角形设定和像素渲染）。
在图形渲染方面，图形加速卡厂商已获得了很大的进步， 图形加速卡PCI-EXPRESS接口新标准的问世，更快的内存、更加适用于三维图像处理的应用接口（API）如Directx 9.0和OpenGL 2.0的出现，大大提高了处理复杂整数运算密集型过程的速度，但对于3D图像处理过程中大量浮点运算密集型过程的处理,如最终渲染时则需要由中央处理器完成。
专业图形加速卡在绘图软件的使用过程中充当了预览视口加速的功能。别认为只能加速预览视口没有什么大用处，其实绘图工作者们有 90% 的时间是用来绘制图形的，也就是图形加速卡在 90% 的时间里，都在为系统起着重要的加速作用。
在这段时间里，对于系统的最大要求就是“系统速度要能跟得上你的创意思维”，否则，我们就不可能看到Hollywood大片激动人心的特效， 3D 动画片的美轮美奂……
影像处理，视讯采集，编辑，压缩，视频,数据压缩与解压缩,音频和语音处理识别这样的多媒体应用，需要大流量的数据处理，这个工作就需要系统，尤其是CPU的整数运算性能，I/O吞吐量；而科学计算，数字内容创作DCC、最终渲染、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）、机械设计、仿真、可视化、软件开发与财务模型应用的这些应用，需要CPU的浮点运算，I/O吞吐量，图形加速卡的API。
为达到系统整体效能的提高，中央处理器、图形加速卡以及其他相关处理部件的处理速度必须能匹配。如果CPU很快，但内存等存储设备却跟不上，就会减慢数据传输速度，从而在图像处理的前端阶段形成了一个拖慢整体三维图像处理速度的瓶颈，这就是常常被提及的I/O瓶颈之一。
选择性能均衡高效的工作站：
如何解决这类瓶颈问题，选择到一套性能均衡高效的工作站？建议可以从以下几个方面做考量：
第一点必须考虑解决I/O瓶颈的基本方法，或许从系统整体架构上先做考虑是根本方法。
解决I/O瓶颈，不能光治标不治本，就好象减肥不能仅依靠节食一样。单增加某些设备的带宽是解决不了根本性问题的。
当动画越来越逼真、模型越来越细腻的时候，伴随着文件变大、素材库变大，庞大的数据处理将使得32位计算本身在架构上就成为一个瓶颈，因为32位的工作模式已经决定了I/O的带宽，而您的工作对于此带宽的需求已经超过。
如何解决？用64位是必然趋势！重新换硬件？重新换系统？重新换……？一切的一切“推倒重来”，精力和钞票你准备花多少？
是否有更好的方法？从计算机这20年发展进步来看，新技术向下兼容是非常必要的。是否能实现轻松的32位到64位的升级？
是否有这样的64位的系统，具有很好的兼容性，能沿用现有硬件架构，包括散热系统、机箱、电源等；运行64位软件同时，也能运行32位软件；能够让用户根据自己的需求在32位和64位软件中做出选择，平滑过渡到64位架构以解决现有工作中遇到的瓶颈问题，在提高效能的基础上降低投入费用。
AMD做到了！ AMD研制出了x86－64架构，并推出了基于x86－64的Opteron处理器。Opteron完全不同于IA－64架构的安腾处理器，顾名思义，x86－64架构是将x86架构扩展到64位，跨越32位和64位两个平台，实现无缝移植；而不是纯64位—一道难以逾越的鸿沟。
AMD另一项新技术HyperTransport，可以通过消除或者减少I/O瓶颈，增加带宽或者减少延时，从而提高整体性能，使处理视频、图形及支持通信的引擎可以减轻工作负担，全速进行操作，提高工作效率。
第二要加速，选择合适的处理器
选择处理器，关键还是看应用，前面说过了多媒体影像处理等应用看整数运算，科学计算、CAD/CAM/DCC等应用看浮点运算。这里有份国外网站跑的Benchmark。
采用的是SPEC CPU2000的测试项目，(http://www.spec.org/cpu2000/)
SPEC（标准性能评估公司）它的测试成绩几乎成为了业界标准。CPU2000是用于评估中央处理器性能的软件。因为CPU通常都是同RAM和芯片组协同工作的，所以确切的说CPU2000测试的是计算机系统的处理器相关的计算能力水平。
一项是SPECint_rate 2000，由12个从实际的用户应用中开发而成的整数测试指标组成，SPECint_rate 2000和SPECint 2000算法相同，但是同时执行多任务测试，测试一个系统在同一时间处理多项计算密集型整数操作的能力。
一项是SPECfp_rate 2000，由14个从实际的用户应用中开发而成的浮点指标测试，浮点密集型应用在工程和设计、研究使用广泛，在一个浮点运算的出色的处理器上，流体动力学计算，CAD/CAM,数字内容创作，渲染等类型应用当然能够表现的更出色。
SPECfp_rate 2000和SPECfp 2000算法相同，但是同时执行多任务测试，测试一个系统在同一时间处理多项计算密集型浮点操作的能力。
常见测试包括两个版本：速度（speed）和比率（rate）。速度就是计算机完成单个任务然后同基准系统相比所得到的百分率。比率所反映的是计算机完成一系列任务所需要的时间同基准测试系统所需要的时间的对比。下面的公式就是CPU2000中用于计算速度和比率的：
speed” SPEC int/fp= GEOMEAN(reftime/runtime * 100)
“rate” SPEC int/fp= GEOMEAN(1.16 * N * reftime/ruuntime)
第三 选择合适的图形加速卡
要考虑几点
1、是否支援目前以及未来主流API,象Direct X一定要支援到DX9以上；硬件架构上是否支援未来的OpenGL2.0。否则未来的产品出来之后，很可能您购买的产品马上被淘汰；
使用的芯片是不是最新设计的芯片，最新规格的产品可以保证未来的性能提升潜力；厂商推广的是否是主流的技术，比如HLSL语言还是C*语言，非主流的技术可能因为得不到广大应用软件厂商的支持而失去效用。
2、即使现在很多游戏卡也有DX9的良好支援，可是我们还是建议用户购买专业卡，因为游戏卡只支持全屏幕下的DX9,而专业卡除了支援全屏幕下的DX9加速外，对3DMAX的窗口下的DX9加速也有良好的支援，更有应用软件厂商的认证作为使用上的保障。
3、销售给您的商家是否是厂商指定的经销商，是否具有良好售后能力和很强的解决问题的能力。
4、购买的品牌是否可靠，口碑如何，是否为媒体和广大用户所推荐。
现在市面上的专业图形加速卡，主要有两大阵营对垒，一方是NVIDIA，另外一方是ELSA+ATI。
高端有NVIDIA的Quadro FX 3000与ELSA ATI FireGL X2-256,
中端有Quadro 980XGL 和ELSA ATI FireGL X1-128
入门级是Quadro FX 500与ELSA ATI FireGL T2系列
从性能价格比看
一、性能：还是引用SPEC数据（http://www.spec.org/）
SPEC在其网站公布了一组数据，列举了IBM、HP、DELL等品牌主流工作站的性能评测结果。在包括了Lightscape、Pro-E、3DSMAX、Unigraphics等相关软件的SPEC viewperf 7.1测试中，FireGL T2-128表现十分出色，胜出中端的Quadro 980XGL绘图卡。
在Pro-E性能测试中胜出达30%之多；Unigraphics超过70％以上。；而在Lightscape的测试中，FireGL T2-128的表现甚至超过了最顶级的Quadro FX2000。同时，作为FireGL系列中最高端的FireGL X2，在测试中成绩也非常优秀，远胜同等定位的Quadro FX 1000
二、价格：FireGL T2-128以低于980XGL 25%的价格提供了平均高于980XGL 20%的性能。而最普及的FireGL T2-64更是以其最具优势的性能价格比，成为入门级别的首选产品。
第四 选择便捷的产品支持服务
当然，选择一套性能超群的图形工作站，硬件质量保证、兼容性、稳定性等方面都是必须的。
除此以外，因为新技术来的快，也的确新，使用中往往不能参透其中细节，好多性能没有充分发挥，再好的产品往往在使用上性能也可能会打折扣。因此，完善的技术支持平台，也是性能是否发挥的关键。这就要看厂商是否能及时提供相关支持、迅速解决问题、帮助用户提升系统性能…… |
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