工作站指南!当 SOLIDWORKS 遇上惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站

2023-09-20

每一个设计师都了解,新产品研发过程是比较复杂的。不仅仅是工作量,还会有更多复杂的步骤。除了需要3D设计之外,还需要使用分析仿真系统验证产品设计是否满足性能要求,使用图片渲染工具得到产品图片、虚拟现实技术(以下简称VR)身临其境体验新产品等。这些都是达索系统 SOLIDWORKS 的高级应用,专业性较强、运算数据量巨大,属于密集型工作任务,对工作站要求更高。性能高的工作站在研发工作中,能为工作提升效率,同时也节约了时间成本。

惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站就是典型的高性能工作站代表,可以流畅稳定运行达索系统 SOLIDWORKS 的各种密集型工作任务。

惠普Z系列HP Z8 G5 台式工作站侧视图

一、超高性能:强劲CPU+超大内存

SOLIDWORKS Simulation、SOLIDWORKS Flow Simulation是达索系统 SOLIDWORKS 完全集成的分析仿真系统,都可以直接使用 SOLIDWORKS 3D 模型进行分析仿真,SOLIDWORKS Simulation 是专业的有限元分析(FEA)仿真系统,侧重于静应力、频率、扭曲、热力、疲劳、跌落测试、线性动态等分析,SOLIDWORKS Flow Simulation 侧重于流体力学分析 (CFD),支持分析多种不同类型的流体在产品内部或外部的流动情况,以用来改善产品性能和功能。

SOLIDWORKS Simulation 分析类型众多,但是从流程上基本可分为前处理计算求解后处理三个阶段:

前处理:达索系统 SOLIDWORKS 模型建立有限元模型,就是常说的划分网格,并且需要根据分析工况添加边界约束及力学约束等条件;

计算求解: 将单元总装分成整个离散域的总矩阵方程(联合方程组),联立方程组的求解可用直接法、迭代法,求解结果是单元结点处状态变量的近似值;

后处理:读取及查看 SOLIDWORKS Simulation 分析后的结果信息,并根据有关准则进行分析和评价,如模型的变形情况,受力情况以及响应结果等,后处理使工程师能快速了解主要分析计算结果。

SOLIDWORKS Flow Simulation 是功能强大的流体力学 (CFD) 分析方案,可以分析真实条件下液体或气体的流动,分析零部件内部或周围的液体或气体流动、相关作用力以及热传递。SOLIDWORKS Flow Simulation 支持分析多种不同类型的流体,如各种液体、气体、蒸汽、空气、非牛顿液体或可压缩液体等,支持分析低速或超音速流动,还支持模拟风扇、多孔介质对流体流动的影响以及加热及冷却对零部件的影响。SOLIDWORKS Flow Simulation 还提供包含专用工具、专业仿真方法的模块:采暖通风和空调(HVAC) 模块和电子冷却模块。

SOLIDWORKS Flow Simulation的分析流程和 SOLIDWORKS Simulation 基本一致,可分为前处理、计算求解、后处理三个阶段,各阶段定义基本一致。

在惠普Z系列 HP Z8 G5 台式工作站上使用SOLIDWORKS Flow Simulation分析空调散热情况

分析仿真过程的各个阶段都是海量数据的运算,CPU是分析仿真系统的核心处理部件,分析仿真过程支持多核运算,建议采用多核多线程高频CPU。惠普Z系列 HP Z8 G5 台式工作站搭载2颗新一代英特尔至强Gold或Silver系列CPU,英特尔至强Gold系列CPU针对要求严苛的主流数据中心、多云计算以及网络和存储工作进行了优化,通过支持更高的内存速度和增强的内存容量,提供更高的性能、增强的内存功能、硬件增强型安全性和工作负载加速。

英特尔至强Silver系列CPU提供基本性能、改进的内存速度和能效,为入门级数据中心计算、网络和存储所需的硬件增强性能。惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站最高可搭载2颗英特尔至强Gold 6448Y CPU,32个内核、64 条线程,最高睿频可达4.1 GHz,可轻松运行复杂的分析仿真大数据。

英特尔至强Gold或Silver系列CPU

惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站配备2颗英特尔至强Silver 4416+,该CPU基于Intel 7纳米工艺制造,20核40线程,基本频率2.0GHz,最大睿频频率可达3.9GHz,是英特尔至强Silver CPU的典型代表。

使用上述配置的惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站进行 SOLIDWORKS Simulation 有限元分析,网格规模是节点总数27701885、单元总数19932324,如此庞大规模的网络,网格划分时间仅为7分05秒,效率高到一般性能工作站不能比拟。

惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站进行有限元网格划分

使用上述配置的惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站进行SOLIDWORKS Flow Simulation 流体力学分析,总网格量25877,接触固体的流体网格10602,迭代次数1932,分析计算总时仅为7分16秒,分析计算时,所有CPU及内核均参与计算,分析效率相当高。

进行流体力学(CFD) 分析时所有CPU参与计算

惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站最高可搭载2颗英特尔至强Silver 4416+,20核 40线程,内核数量更多,分析仿真应用支持多核运算,相信如果使用英特尔至强Gold 6448Y CPU,分析仿真效率会更高。

大型复杂分析任务数据量巨大,需要足够大的内存承载数据,当内存不足时,系统会启用虚拟内存,虚拟内存的速度远低于内存。惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站最大内存支持到2TB DDR5内存,内存速度为4800MT/S,支持ECC,ECC内存可有助于增强数据可靠性。

惠普Z 系列HP Z8 G5 台式工作站背部插口

二、超清渲染:专业级显卡

SOLIDWORKS Visualize 图片渲染、VR都属于密集型渲染任务,对显卡要求较高,如果显卡不能满足性能要求,将严重影响渲染效率和质量,甚至不能进行VR体验,推荐使用NVIDIA RTX系列专业图形显卡。

NVIDIA RTX 技术是NVIDIA在计算机图形领域的重要先进技术之一,可引领新一代应用,以超快的速度模拟物理世界。借助AI、光线追踪和模拟方面的最新增强功能,RTX技术以远胜以往的速度实现了令人难以置信的3D设计、逼真的模拟和惊人的视觉效果,其核心光线追踪技术,利用优化的光线追踪API,将影视级渲染效果变为现实。通过实时渲染逼真的物体和环境,再辅以精准无比的阴影、反射和折射技术,可为设计师创造令人惊叹的内容。

NVIDIA Ampere 架构基于NVIDIA RTX技术,可显著提高渲染、图形、AI和计算工作负载的性能,NVIDIA RTX A2000、NVIDIA RTX A4000、NVIDIA RTX A4500、NVIDIA RTX A5000、NVIDIA RTX A5500、NVIDIA RTX A6000都是NVIDIA Ampere架构下的典型代表,常搭载到各类台式工作站。

NVIDIA RTX A6000专业显卡

惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站搭载NVIDIA RTX系列显卡,最高可支持2个NVIDIA RTXA6000高端显卡、48GB GDDR6,可以轻松驾驭密集型渲染任务。

SOLIDWORKS Visualize 是 SOLIDWORKS 软件渲染利器,以项目为中心,从导入模型开始到输出图像结束。渲染时可以设置外观、布景、贴图、相机等,以实现逼真的渲染效果。SOLIDWORKS Visualize 是混合渲染软件,支持CPU、GPU或混合模式(CPU+GPU渲染器)。

惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站搭载NVIDIA RTX A6000,该显卡是高性能显卡的代表。为体验渲染性能极限,使用 SOLIDWORKS Visualize 渲染分辨率为19200X10800的超高清照片,分别使用混合模式(GPU+ CPU)、GPU渲染,渲染时间如下:

2x英特尔至强Silver 4416+搭配NVIDIA RTX A6000与NVIDIA RTX A6000渲染时间相差仅为5%,可见多CPU对 Visualize 渲染图片效率的提升作用有限,同时考虑到渲染会占用CPU资源,可能影响其他功能运行,建议选择单GPU为渲染设备。NVIDIA RTX A6000渲染图片的质量很高,车灯、刹车盘等细节展示细腻,非常逼真,可达照片级别。惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站最高支持2个NVIDIA RTXA6000高端显卡,如果使用双显卡渲染,渲染效率会更高,渲染时间更短,更推荐使用高性能多显卡渲染。

SOLIDWORKS Visualize 渲染跑车图片

VR可以沉浸式体验设计,SOLIDWORKS eDrawings Professional 可以在VR头显中以 1:1 比例沉浸式体验 SOLIDWORKS 3D 设计,VR体验对设计研发分析、生产装配培训、售后维修培训等都有很好的指导作用,VR会带来前所未有的体验和收获。

惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站使用VR体验生物质粉碎机,生物质粉碎机模型以其真实大小和外形呈现在眼前,可以在设备四周走动,环绕观察,甚至可以“探头”进入生物质粉碎机内部,查看内部结构,带来震撼的视觉体验!

使用VR体验生物质粉碎机

VR是360°全景实时渲染,这对显卡要求极高,如果显卡性能不能满足要求,VR体验时画面会卡顿、画质马赛克,通过体验,NVIDIA RTX A6000可以很好支持VR,惠普Z系列 HP Z8 G5台式工作站最高支持2个NVIDIA RTX A6000高端显卡,相信可以更轻松驾驭VR等密集型渲染任务。

三、极致流畅:超高核心配置

惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站在运行 SOLIDWORKS 软件密集型应用的过程中非常流畅,从未出现软件卡顿,长时间等待,整体感觉流畅。

惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站的核心配置:

在2颗多核高频CPU支持下,分析仿真效率很高,可在很短的时间内得到结果,大大提高了产品研发的进度;在高端显卡NVIDIA RTX A6000支持下,图片渲染的效率更高、质量更好,模型显示质量极佳,同样支持VR 360°全景实时渲染,流畅且清晰。

惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站处于台式机性能天花板,如果您的工作需要经常运行SOLIDWORKS软件密集型应用,相信惠普Z系列HP Z8 G5台式工作站能帮您提升工作效率,事半功倍!

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