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体验与性能的完美结合——HP Z4 G4 工作站应用评测

2022/9/5    来源:e-works    作者:e-works  吴婕      
关键字:惠普  工作站  HP Z4 G4  
纵观惠普整个Z系列台式工作站产品线,从追求轻量化与性能兼备的Z2 mini到追求极致性能的Z8,每一款产品都是为创意人士的需求而打造。而HP Z4 G4 工作站则是整个Z家族里的中间力量,将体验与性能完美结合。
一、数字经济对制造业的影响

       制造业是立国之本、强国之基,是实体经济的重中之重。经济的高质量发展,离不开制造业的高质量发展。进入到工业4.0时代,以互联网、大数据、人工智能为核心的数字技术迅猛发展,为全球制造业带来了前所未有的机遇和挑战。特别是在产品设计、工程和制造等行业,以数字经济为代表的信息技术正越来越多地应用到设计和项目的开发和测试阶段,全新的工作流程不断发展,变得日益强大。作为一个制造大国,我们怎么来用好这一波数字红利,让数字经济为制造业提质增效、转型升级赋能呢?

       在我国大力发展数字经济的当下,工业软件企业正在不断为中国数字经济建设、工业智造转型的蓬勃发展,持续推进注入创新活力。当前,随着用户个性化需求的凸显,以及产品结构的日趋复杂,提升产品的研发设计能力已经成为影响制造业转型升级的重要方式。三维CAD作为企业进行产品设计和创新的最通用的手段和工具,能帮助企业实现这一目标。但随着三维CAD应用的逐渐深入,企业也面临着诸多的问题。比如数据急剧增长带来的挑战、软件运行速度慢、模型浏览不顺畅、兼容性不够好、容易死机、模型打开困难、载入时间较长等。面对这些急剧增长的应用需求,硬件平台性能有着至关重要的作用。

       凭借着高规格的硬件配置、强悍散热所提供的性能释放、出色的连接性及升级拓展性等优势,工作站不仅让用户可以得到超级高画质,而且无需担心在更漂亮的图形和降低的生产率之间做出折衷。作为工作站领域中一支不可或缺的力量,惠普在自家的Z系列产品上已经持续耕耘了数10年。纵观整个Z系列台式工作站产品线,从追求轻量化与性能兼备的Z2 mini到追求极致性能的Z8,每一款产品都是为创意人士的需求而打造。而HP Z4 G4 工作站则是整个Z家族里的中间力量,将体验与性能完美结合。
图1 HP Z4 G4 工作站
图1 HP Z4 G4 工作站

二、HP Z4 G4工作站不仅仅是高配置PC

       工作站与高端PC都是用户数据处理的专业电脑,在三维设计、动漫制作、平面设计、数据可视化处理等领域中都有应用。而工作站以高功率和高性能而闻名,专为运行复杂的CAD和BIM应用而设计,可轻松提供计算密集型虚拟现实和混合现实体验,流畅渲染医学图像或丰富的数字娱乐内容,并能够实时分析海量数据集,加速处理时间。并且,随着混合办公时代的到来,如今使用工作站的专业人员需要创新的技术和多场景的应用,在不牺牲性能的同时而适应不断变换的、更小的办公空间。

       HP Z4 G4 工作站在体积控制为38.6 x 16.9 x 44.5 厘米的机箱内,配备了多种标准化功能的系统,并提供了新的性能升级选项。其配置的英特尔®至强®W系列处理器可胜任CAD和渲染软件的高性能需求。
图2 HP Z4 G4 工作站
图2 HP Z4 G4 工作站

1.至强处理器,实现专业运算表现

       相比普通PC,工作站在性能上尤其是在图形处理及计算性能方面优势明显。众所周知,如石油和天然气勘探、汽车及飞机制造、数字内容创建等专业领域任务,对PC硬件配置提出了极其苛刻的要求,尤其是针对三维图像处理,其渲染过程是由CPU完成的,这就需要CPU具有强劲的运算能力。英特尔® 至强®处理器足以满足海量数据的可视化处理和高清晰复杂三维图形数据的高速稳定运算。

       本次送测的 HP Z4 G4工作站采用了英特尔® 至强® W-2225 4.1GHz 4C处理器。这是一款4 核8 线程CPU,采用的是Cascade Lake SP架构,使用了14 nm的工艺,英特尔® 至强® W-2225 的三级缓存给到了8.25 MB,主频4.1GHz,最大睿频4.6GHz,TDP功耗能达到105W,内存参数方面Intel 至强 W-2225支持的内存类型为DDR4-2933,ECC即是内存纠错技术,这款CPU是支持的。为CAD软件的高品质运行提供了卓越的计算能力和硬件支持,充分应对设计师未来工作流程中面临的种种挑战。
 
表1 英特尔® 至强® W-2225 处理器参数
表1 英特尔® 至强® W-2225 处理器参数

2.专业显卡,实现高精度三维模型显示

       在图性处理方面,普通游戏显卡追求的是运行流畅度,而专业显卡则可以提供高精度复杂、大规模的三维模型显示,并且拥有良好的几何和光线处理能力。

       HP Z4 G4工作站配备的超高性能的NVIDIA® RTX™ A5000 专业显卡保证了用户在获得超高画质、绝佳图像品质的同时而生产率没有一点折衷。这款显卡以最新的 NVIDIA Ampere 架构打造,将64个第二代RT核、256个第三代Tensor核和8192个CUDA核心数与支持PCIe 4.0最高达到24G GDDR6 ECC显存相结合,以增强渲染、人工智能、图形和计算任务的性能。最大功耗230W,采用双插槽的节能设计,电源效率是前一代的 2.5 倍,适用于各种工作站。RTX A5000和A4000是今年早些时候NVIDIA在RTX A6000之后新推出的两款显卡,A5000出色地平衡了功耗、性能和显存之间的关系,同时继承了A6000几乎全部的特性,同样采用的是GA102的芯片架构,8nm工艺,实现了单精度浮点计算性能的大幅提升。
图3 NVIDIA® RTX? A5000 专业显卡
图3 NVIDIA® RTX™ A5000 专业显卡

3.海量ECC内存,高效存储

       相比PC,工作站需要长时间连续工作,对于系统的稳定性有着极高要求。而内存如果出现错误,其后果将是灾难性的。所以工作站通常应用ECC纠错技术,能有效避免随机出现的内存软错误,保证系统的高度稳定性。此外,除了ECC技术之外,现在工作站内存可以串行的进行数据传输,提高了数据传输速度,并且显著提高了数据传输带宽。

       本次送测的HP Z4 G4工作站支持 512 GB DDR4-2933 ECC SDRAM内存,在处理视频编辑和复杂的数据集时,获得快如闪电的性能体验,并且配有 4 个存储托架和两个 M.2 插槽,能快速访问并存储海量数据,于隐式计算更有极其明显的加速作用。
图4 HP Z4 G4 工作站内存
图4 HP Z4 G4 工作站内存

4.ISV认证,全面的兼容性带来稳定的性能体验

       专业图形工作站来说,其驱动一般经过独立软件设计商的ISV的认证,使显卡等硬件可以更稳定更流畅的运行专业应用软件。

       HP Z4 G4 工作站拥有多款前沿软件应用的认证,即使面临复杂项目,也能展现出色性能,有力地证明了品牌工作站在稳定性与兼容性方面的独到优势。

5.电源,不容忽视的细节

       说到电源,往往是被很多人忽视的细节,电源功率的大小,电流和电压是否稳定,将直接影响计工作站的性能和使用寿命。

       HP Z4 G4 工作站至强处理器有三种电源可选,分别是:1000 W 内部电源,最高 90% 能效、有源 PFC ;465 W 内部电源,最高 90% 能效、有源 PFC ;750 W 内部电源,最高 90% 能效、有源 PFC,可确保在三种不同模式下提供最佳性能,以高效处理任何任务。本次送测HP Z4 G4 工作站为1000W 90%能效电源,能满足日益增长的 GPU 需求,即使是使用高功率 CPU 和丰富配置也同样轻松胜任。
表2 本次送测的HP Z4 G4 工作站配置如下:
表2 本次送测的HP Z4 G4 工作站配置如下:

三、NX 2023在HP Z4 G4运行案例展示

       在本次测试中,测试组采用的是Siemens Digital Industries Software公司推出的NX 2023。NX是Siemens开发的著名的3D工业设计软件。自1990年进入中国以来,已经广泛的应用于汽车、航空、军事、模具等领域并有非常突出的表现:哈飞、奇瑞、海尔等国内行业领先的企业,都是NX长期的用户,由于其强大的功能表现,目前已经成为世界上最为流行的CAD/CAM/CAE软件之一。NX拥有一套应用广泛的集成应用套件,涵盖建模、装配、模拟、制造的全过程,为用户提供了涵盖完整的工业设计、高级的表面处理在内的一套完整的CAD解决方案。
图5 Siemens Digital Industries Software NX 2023
图5 Siemens Digital Industries Software NX 2023

       为了更好的了解HP Z4 G4 工作站的实际图形工作表现,本次评测小组选取了全智能自动铣床模型来尽可能的模拟真实应用环境,旨在为大家呈现出最贴切的数据表现。该模型包含2588个零件,结构复杂,对它的应用测试足以体现一般的机械行业的复杂应用。
图6 测试模型整体图
图6 测试模型整体图

1.载入

       载入是设计工作的第一步,对工作站性能要求也很高。在NX系列中,载入过程要经历数据载入及模型显示两个阶段,数据载入的阶段主要是考验工作站的I/O性能,而模型显示阶段则考验CPU和GPU的运算能力。越复杂的模型,在显示阶段需要计算的内容就越多,载入所需时间就越长。对于工程师而言,过长的载入时间是难以忍受的,非常影响工作效率。因此,模型载入的速度非常重要。

       在HP Z4 G4 工作站上,我们测试一款复杂的全智能自动铣床模型装配模型,零件数量达到2588个组成的复杂装配结构,在载入时对硬件的要求非常高,普通的电脑基本会出现长时间等待甚至打不开的状态。在该工作站上基本可以顺畅打开,加载迅速,达到工作中设计要求。
图7 载入测试
图7 载入测试

       选择总装文件后,点击确定。在打开时间上HP Z4 G4 工作站仅仅用时3.3s秒,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,整体上CPU、GPU占用情况都处于比较低的水平。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。相信该工作站可以很好的在满足工程师设计工作的要求,又能让设计工作变得非常灵活便利。
图8 载入测试动图
图8 载入测试动图

2.渲染

       渲染在产品设计中也有非常重要的作用,它能够使工程师及客户能够更好地来了解产品的外观形态,在产品推广过程中提供好的效果图。但渲染对工作站性能有较高要求,复杂模型的渲染通常需要较长的时间,如果工作站不稳定则很容易出现渲染失败的情况。这次测试主要是使用NX对原始模型进行直接的渲染,以检测工作站的性能和稳定性。

       以下为HP Z4 G4 工作站进行的3D建模及简单渲染后,所得到的常见实物建模效果截图,仅耗时13s。模型的渲染过程中没有出现显示错误、异常等现象。渲染过程时间较短,并且在渲染完成后对模型进行缩放、拖拉等操作也十分流畅,这也直接从正面证明了HP Z4 G4 工作站在内存、显卡和CPU雷厉风行的执行状态和卓越的性能,提供给设计人员极佳的操作体验。
图9 渲染测试
图9 渲染测试动图
图9 渲染测试

总结

       以数字经济为基础的信息技术正越来越多地应用到产品设计、工程和制造等行业的设计和项目的开发与测试阶段,随之而来就是项目复杂性与数据量的严峻挑战,而这就需要一台高性能的计算设备。工程师需要根据工作的性质,模型大小等因素合理配置、平衡工作站的CPU、内存、GPU和硬盘等关键部件。这样才能在保证工作效率的同时,减少不必要的浪费。本次测试,测试人员发现HP Z4 G4工作站可以快速、准确的完成复杂装配体模型的设计工作,其中包括零部件的载入、渲染等具体操作,充分体现其功能的强大。
表3 HP Z4 G4工作站应用表现
表3 HP Z4 G4工作站应用表现

       HP Z4 G4工作站采用全新的设计理念,可为快速发展的虚拟现实、机器学习和高端设计领域的专业设计人士提供卓越的计算能力和硬件支持,从而充分应对设计师未来工作流程中面临的种种挑战。在各项测试面前,HP Z4 G4工作站显得得心应手、游刃有余,顺畅、稳定的表现证明HP Z4 G4工作站可以轻松应对绝大多数常规设计与渲染任务。

       惠普以多年的专业图形图像开发设计经验,结合广泛的ISV支持,成功地建立了业界最完善和齐备的工作站产品阵营,而HP Z4 G4工作站的出色表现,不仅使其在整个惠普工作站系列产品中占据一席之地,也让惠普工作站产品线的组合更加合理,可以为广大制造业用户提供更加多样、合理的选择方案。
责任编辑:吴婕
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