好内功加屠龙刀解析联想ThinkStat

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如果您在创造上天入地的国之重器,喜欢什么样的神兵利器?答案当然是高性能工作站。

提到工作站人们最熟悉的就是设计院、艺术工作室等场景,譬如繁重复杂的图形工作,譬如建筑师、工程师们指点江山的各种图纸、各种零部件的3D造型、仿真效果,还有天书般的电路图,这些工程设计类的需求占据了三分之二以上的工作站市场需求。工作站的另一个重要领域就是丰富多彩的多媒体娱乐内容,不论是2D的还是3D的图片、动画、游戏,包括视频剪辑与特效,越精美的作品出自工作站的概率就越高——很容易想象,这里面凝结的不仅仅是艺术家的灵感和心血,也需要澎湃的性能做支撑。

除了性能,优秀的工作站还必须具备企业产品那般优异的RAS特性和强大的扩展性,又要兼具个人电脑良好的交互体验。

近期送到我们实验室的联想ThinkStationPc就是一款典型的主流工作站,采用中塔式造型,主要定位于专业设计、高精度计算领域应用。

ThinkStationPc造型非常低调,也没有提供太多的接口。这倒是符合多数工作站职能“专一”的定位。当然,外观依旧是Think范很足的,通体黑色,一抹红色。

单看外观,可能会觉得与普通商用机好像也没太大区别,但“ThinkStation”的logo透露了真相。而且,大面积蜂窝状通透的前面板说明这台设备对散热的高要求,看上去,这就应该是个干重活的家伙。

专家级平台满足多元化应用

工作站就是超强版的电脑?服务器装上显卡就是工作站?

你肯定听过这样的言论,或许身边就有朋友被这样的说法“洗脑”。所以每次提到工作站,总有人会表现出一副无所谓的神态——不就是大号的电脑么?我多花钱,买台配置更好的电脑不就行了?

大错特错。

在测试之前,我们有必要解析一下,为了满足不同企业级客户的场景应用,联想是如何打造专业平台来满足性能、可靠性、可扩展性、安全甚至节能等多种需求的。

专业、强大、高扩展性、高稳定的基本架构

ThinkStationPc基于CascadeLake-X架构的单路至强平台,支持W-/系列处理器,最多可以提供18核36线程。

图注:英特尔至强W-家族

这一代至强处理器直连的PCIe通道数量也达到了48条,全平台可支持至72条PCIe通道。除了可以用于高性能GPU外,还有用充足的扩展能力,以支持更强的网卡、更多的NVMeSSD等等。Pc提供了2条PCIex16插槽,PCIex4/x8各一条,以及双NVMeM.2插槽。

图注:联想ThinkStationPc内部

内存的支持能力也是工作站与高性能PC拉开差距的地方,CascadeLake-X架构至强支持四通道内存,总容量可以达到1TB。有了大内存、大带宽的底子,高分辨率的3D渲染、视频剪辑才会游刃有余。ThinkStationPc提供了4条内存插槽,是完整的四通道。我们给这台样机搭配单条容量64GB的ECCRDIMMDDR4-内存,双通道即可提供GB的容量。

图注:联想ECCRDIMMDDR4-64GB内存,Micron生产

处理器方面,样机配备的是至强W-,是目前市场上比较受欢迎的8核16线程规格,基础频率3.9GHz,睿频4.5GHz。

图注:英特尔至强W-处理器

显卡部分则是NVDIA当前次顶配的专业级显卡RTXA,拥有个流处理器,搭载24GB容量显存。

图注:NVIDIARTXA专业显卡

存储系统:从应用的视角着眼

联想ThinkStationPc预置了两个3.5英寸硬盘安装位。硬盘预先安装在聚合物托架上,均为免工具的安装方式,抽取方便,也减少了震动。

图注:联想ThinkStationPc3.5英寸硬盘托架

对于SSD的支持方面,Pc提供了两个M.2接口,可以安装规格的PCIeNVMeSSD。至于双SSD是分工协作,譬如分成系统盘和工作盘,又或者是组成RAID提升性能(RAID0)或可靠性(RAID1),那就看用户的实际需求了。

图注:联想ThinkStationPc双NVMeSSD插槽

这组SSD的安装位置还覆盖了散热片,可以让高端SSD的性能发挥的更稳定。毫不意外的,M.2SSD的安装也是完全免工具的。散热片通过弹性卡口固定,SSD尾部使用插扣。安装位和散热片上都有导热垫,可以兼顾SSD两面的热量。

图注:联想ThinkStationPcNVMeSSD散热片

如果需要更多的驱动器,Pc还有2个5.25英寸仓和2个3.5英寸仓备用。理论上可以扩展到最多6个3.5英寸硬盘或者10个2.5英寸SSD。另外,利用5.25英寸仓安装光驱、热插拔盘盒等都是可行的。

不论是驱动器的数量,还是散热方面的优化,Pc在存储系统方面的配置对于注重存储性能的用户而言还算不错。毕竟性能越高用户的等待时间越短,尤其是媒体渲染、流体模拟等过程会直接影响用户进入下一项工作——时间就是金钱啊。即使对于那些近乎于实时的操作,譬如工程制图、3D建模等,性能对操作流畅性的影响也是实实在在的,更高性能的处理器、更大的内存、更快的SSD等,让图层移动、模型旋转等等操作少一些卡顿、凝滞感,对保持良好的工作心情大有裨益。

重视节能降耗

联想ThinkStationPc有两款电源可选,分别为W和W,均符合80PLUS白金认证,能效很高,在节省耗电的同时,也减少了废热和噪音。

电源直流输出为3组12V线缆,分别提供给处理器、主板及驱动器、PCIe卡,硬盘供电由主板就近转出。各组线缆长度均根据机箱实际布局做了优化,体现了定制化的优势。简洁的走线除了减少线损之外,最大的好处就是减少了对机箱内散热风道的阻挡。

图注:联想ThinkStationPc配备的W电源

贴心散热设计:充分考虑企业数据价值

联想ThinkStationPc空间比较紧凑,但散热毫不含糊。机箱整体是前吹后排的散热风道。CPU部分采用塔式风扇,向机箱尾部方向吹风。

机箱上部的热量通过机箱尾部风扇排出。风扇用胶钉固定,减少了风扇震动向机箱的传递,对降噪和减震均有好处。

图注:散热风扇使用胶钉固定

机箱正面风扇将蜂窝状面板外部的冷空气吸入。这里有一个细节的设计,风扇上安装了一个导风罩,将冷空气一分为三。中间部分吹向显卡方向,并带动SSD部分散热片附近的气流;上下两侧吹向两个3.5英寸硬盘位。

图注:前部散热风扇的导风罩

刻意兼顾硬盘的散热是比较少见的设计,考虑到工作站存储的资料价值,这个细节值得鼓励。

超级明星:NVDIARTXA

NVIDIARTXA的Ampere架构核心采用8nm制造工艺,集成了亿个晶体管。其新的CUDA核心单精度浮点(FP32)性能相比上一代提升了2倍。第二代的RT内核相比上一代也大幅改进了光线追踪性能。

图注:AmpereGA内核架构

Ampere内核架构可参考上图,完整的GA核心包含7个图形处理集群(GPC),每个GPC拥有12个SM,所以总共有84个SM。

图注:AmpereSM单元架构

Ampere架构的每个SM包含个CUDA核心、4个Tensor核心和1个RT核心。一个完整GA芯片相当于个CUDA核心、个Tensor核心和84个RT核心。

A属于这代架构的次顶配产品,其核心拥有80组RT内核、个Tensor内核、个流处理器,单精度浮点性能高达34.1TFLOPs。

图注:GPU-Z读取的NVIDIARTXA信息

图注:NVIDIA官方公布的RTXA规格

RTXA整卡配备bit位宽GDDR6显存,容量达到24GB,而且,支持ECC纠错功能。得益于高能效的设计,桌面版RTXA的功耗仅为W,这也是其可以适应各种工作站的关键点之一。

与游戏卡常见的浮夸造型迥然不同的是,RTXA的整体造型设计简洁低调。

卡身采用了标准的双宽设计,不会“多吃多占”其他插槽位了。从显卡顶部还可以看到第三代NVLink接口等。

涡轮散热系统将气流直接吹出机箱,挡板主要部分为排风口。

输出部分,RTXA提供了4个DP1.4接口。

辅助供电部分,RTXA使用标准的8pin接口,对电源的挑战不大。

全方位实战多款软件和模型展示硬件加速魅力

接下来是实测环节。先总结一下参与测试的这台联想ThinkStationPc的配置,毕竟能否充分发挥软硬件的功能和性能是必须刻意


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