ThinkStation P5工作站：為數(shù)字制造提供強大性能支撐
發(fā)布時間：2024-04-15 www.xstr.xyz
在制造業(yè)中，電氣自動化控制和運動控制已經(jīng)達(dá)到了較高的水平，隨著智能制造、工業(yè)4.0的出現(xiàn)，為了提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品設(shè)計和質(zhì)量，借助CAD，CAE，CAM，以及數(shù)字孿生等技術(shù)，在提高產(chǎn)品迭代率和生產(chǎn)線精益改造等方面的應(yīng)用日益增長，這就需要性能強大運行穩(wěn)定的計算機來支撐。
聯(lián)想ThinkStation P5 ,專為“智造”而來
ThinkStation P5是聯(lián)想最新推出的面向制造業(yè)的一臺工作站，性能強大，配備了高性能的處理器、大容量的內(nèi)存和快速的存儲，能夠輕松應(yīng)對復(fù)雜的工作負(fù)載，如 3D 建模、渲染、仿真等。
穩(wěn)定性高，整體散熱設(shè)計優(yōu)秀，還有專用的內(nèi)存風(fēng)扇組件，能夠保證性能最大化的發(fā)揮。整機較重，機箱板材用料十足，金屬外殼，具有良好的支撐、抗震性能，而且還能提供較強的抗干擾防護能力。整體無防塵設(shè)計，在工業(yè)場合需要工作在潔凈的機房內(nèi)。聯(lián)想的工作站系列以可靠性著稱，它經(jīng)過了嚴(yán)格的測試和質(zhì)量控制，確保在長時間高強度工作下的穩(wěn)定性。
機箱黑紅配色的外觀，顯得莊重大方，其免工具模塊化設(shè)計也很貼心，值得點贊。主板內(nèi)部排布合理，線纜排布固定均比較規(guī)整。
這款工作站通常搭載了專業(yè)級的顯卡，最多可達(dá)2條NVIDIA RTX 48GB頂級專業(yè)顯卡，為專業(yè)應(yīng)用提供出色的圖形處理能力，滿足對圖形性能要求較高的工作需求。這款工作站采用了由聯(lián)想與超級豪華跑車制造商阿斯頓馬丁共同打造的全新空氣動力學(xué)散熱設(shè)計機箱，前面板為3D蜂窩進氣格柵，為高強度工作注入澎湃動力與速度。
ThinkStation P5工作站可擴展性好，提供了豐富的擴展接口和插槽，方便用戶根據(jù)自己的需求進行硬件升級和擴展，以適應(yīng)不同的工作場景，比如可以通過擴展PCI/PICe通訊板卡實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)采集。內(nèi)存方面具有高達(dá)512GB的擴展能力，還支持面板模塊擴展，可以使用在實際應(yīng)用中各種需求。
工程師的“智造”測試
本次測試是著重于自動化控制、機械設(shè)備和生產(chǎn)線的數(shù)字孿生模擬。數(shù)字孿生可以是對產(chǎn)品在一個完全虛擬的環(huán)境中進行設(shè)計和仿真，可以是對自動化設(shè)備性能的預(yù)調(diào)試和優(yōu)化，可以是對生產(chǎn)規(guī)劃的生產(chǎn)執(zhí)行階段精益優(yōu)化。通過數(shù)字孿生，實現(xiàn)高效、平穩(wěn)和安全的設(shè)計、調(diào)試和生產(chǎn)，使得生產(chǎn)效率大大提高。
ThinkStation P5工作站測試機型配置：
● CPU為8核16線程，主頻3.10GHz。
● 硬盤為512GB M.2 SSD固態(tài)硬盤，型號Micron MTFDKBA512TFH。
● 配備了4條32G的DDR5內(nèi)存條，合計128GB內(nèi)存，畢竟運行的軟件基本都對內(nèi)存要求較高。
● 顯卡配置較高，為NVIDIA RTX A4500，20GB顯存，帶有4口DP輸出。顯示設(shè)置為1920x1200 FHD下進行，顯卡設(shè)置采用默認(rèn)設(shè)置。
● 操作系統(tǒng)為Windows 10 專業(yè)版22H2。系統(tǒng)只是按照測試軟件的要求安裝了Windows 10 必須的組件。
軟件安裝測試
由于工業(yè)軟件一般對內(nèi)存要求較高，比如TIA Portal對大項目推薦要求為32GB內(nèi)存，本測試系統(tǒng)采用充裕的內(nèi)存，從而避免產(chǎn)生不必要的錯誤和系統(tǒng)不穩(wěn)的情況。
首先安裝西門子公司的TIA Portal V18，然后順序安裝S7-PLCSIM Advanced V5.0，NX V2206，Tecnomatix Process Simulation V2301，SIMIT V11，以及達(dá)索公司CATIA V5-6 Release 2019版。從速度上看，TIA Portal安裝包約6.5GB，歷時約1個小時，再如CATIA大約安裝15分鐘，基本屬于正常的速度范圍。安裝過程很平穩(wěn)有序，表明整體硬件系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和各個軟件的適配度兼容性良好。另外ThinkStation P5配置的固態(tài)硬盤也是這些軟件的必備的，高速和穩(wěn)定是最基本的需求，否則會對安裝和運行的速度產(chǎn)生較大的影響。
TIA Portal測試
我們先看看TIA Portal的運行情況，這個軟件對于系統(tǒng)的要求較高，CPU主頻要夠高，內(nèi)存和硬盤都要有足夠的容量和速度。
先打開任務(wù)管理器，對使用的資源監(jiān)控。啟動運行TIA Portal，這個軟件對顯卡要求不高，運行過程中對GPU占用很少，基本都在1~2%左右，畢竟本機的GPU性能強大。對于內(nèi)存要求較高，啟動后就占用了約3GB，打開一個不太復(fù)雜的項目，進行編輯和編譯，內(nèi)存使用上升到6GB。CPU在運行最高一刻占用30%多，平均10~20%。可見TIA Portal在ThinkStation P5工作站上運行無壓力，操作速度正常。
啟動S7-PLCSIM Advanced，這個軟件要求多核和大內(nèi)存，每運行一個虛擬PLC實例都需要占用CPU一個邏輯內(nèi)核和1GB內(nèi)存。先創(chuàng)建虛擬S7-1500 PLC虛擬實例，將TIA Portal組態(tài)好的程序下載到虛擬PLC中并切換到運行模式，看到PLC運行正常。
創(chuàng)建第一個PLC實例，其占用CPU約 8%，0.8G0MB內(nèi)存，GPU占用約1%。
創(chuàng)建第二個PLC實例，其占用CPU約12%，1.5GB內(nèi)存，GPU占用約1%。
我們繼續(xù)添加，測試工作站的能力，創(chuàng)建到第五個PLC實例，其占用CPU約36%，3.6GB內(nèi)存，GPU占用約3%。使用TIA Portal Step7對虛擬PLC進行程序下載、運行監(jiān)控，整體過程順利流暢，還可以通過IE瀏覽器打開虛擬PLC內(nèi)建的Web頁面查看PLC狀態(tài)。在一般中小型的設(shè)備上，CPU模擬實例因項目而異，一般1、2個，二本次測試運行的較多的了。
啟動NX MCD并運行模擬設(shè)備文件，對機器設(shè)備三維模型進行放大、縮小、平移、旋轉(zhuǎn)等操作，流暢絲滑，沒有停滯的感覺，再點擊模型模擬運行，畫面流暢。NX占用CPU約12%，0.7GMB內(nèi)存，GPU占用約6%，屬于一般范疇。
以上全部應(yīng)用都打開運行，模擬一個制造業(yè)調(diào)試的真實場景，整體看CPU占用60%，大于10GB內(nèi)存，而對GPU占用不到10%。ThinkStation P5工作站在工作中運行穩(wěn)定，硬件檢測穩(wěn)定，系統(tǒng)散熱處于正常的模式，沒有過熱，可見還有很大的運行余量，可以輕松實現(xiàn)應(yīng)用多開或虛擬化運行。
ThinkStation P5工作站應(yīng)用于制造業(yè)中3D處理軟件，得益于強大的系統(tǒng)配置，使用的得心應(yīng)手，表現(xiàn)優(yōu)秀。
下面測試一下生產(chǎn)線的數(shù)字孿生，啟動TIA Portal打開項目文件，啟動自帶的HMI仿真運行TP1500觸摸屏程序，再啟動S7-PLCSIM Advance運行一個CPU S7-1516-3的實例，再運行Process Simulation 2301，打開項目文件，對生產(chǎn)線的三維模型進行放大、縮小、平移、旋轉(zhuǎn)等操作，畫面流暢。
再運行于Line Simulation Mode下，進行產(chǎn)線運行仿真，機器人動作正常。
CPU利用率在14%，內(nèi)存占用18GB，GPU同樣占用不多，整體運行流暢穩(wěn)定，沒有停滯的感覺。同樣可見ThinkStation P5工作站處理能力還有較大余量。將NX等軟件同時打開也可以輕松面對。
達(dá)索CATIA測試
下一項來測試一下達(dá)索的CATIA，啟動CATIA V5軟件，大于40秒，打開一個1.15G的大模型文件（3dsxml），耗時約1分鐘，已經(jīng)是比較快的。對模型進行平移、旋轉(zhuǎn)、放大、縮小，畫面流暢順滑，沒有卡頓，CPU平均占用15%左右，GPU約占用20%，占用內(nèi)存約9GB。
對模型進行簡單背景圖片渲染，歷時約1分鐘，CPU占用率上下波動較大，有一度升到接近100%，GPU占用和波動不大，內(nèi)存使用升高一倍，可見CATIA是要求CPU有較高性能的。
ThinkStation P5工作站處理大文件大模型的設(shè)計和渲染工作，同樣穩(wěn)定可靠，勝任無疑。
ThinkVision 27 3D顯示器
本次評測體驗除了工作站外，還搭配了聯(lián)想發(fā)布的業(yè)內(nèi)首款4K 27寸裸眼3D顯示器——聯(lián)想ThinkVision 27，這款顯示器最引人注目的莫過于其2D/3D可切換的功能。在日常使用中，無論是處理PPT、Word等2D軟件，還是瀏覽網(wǎng)頁、觀看視頻，ThinkVision 27都能提供卓越的顯示效果。而當(dāng)用戶需要觀看3D內(nèi)容時，它又能無縫切換到3D模式，無需任何額外的操作，極大地提升了用戶的體驗。
按照要求，將DP顯示電纜和USB電纜連接到顯示器，安裝了聯(lián)想顯示管理軟件LADM和內(nèi)置的3D Explorer軟件。LADM識別出ThinkVision 27 3D顯示器，可以通過鼠標(biāo)設(shè)置顯示器的參數(shù)，基本功能和高級功能有幾十項，十分方便。
顯示技術(shù)方面，ThinkVision 27同樣表現(xiàn)出色。它擁有99%的Adobe RGB與DCI-P3色域覆蓋率，結(jié)合4K的超清屏，為用戶帶來了前所未有的視覺盛宴。而小于2的色場矯正技術(shù)，則確保了色彩的準(zhǔn)確性，使得每一個細(xì)節(jié)都纖毫畢現(xiàn)。打開NX文件，經(jīng)過木紋渲染的模型，在3D顯示器的加持下，4K的分辨率提供了更精細(xì)的細(xì)節(jié)，顏色分布的更加均勻。
3D Explorer中包含的APP支持多種應(yīng)用、資源實例和3D軟件庫。我們用其中的3D Master打開了一個左右3D格式的流媒體文件，顯示器上的3D指示燈點亮，表明進入到3D顯示模式，觀察者調(diào)正角度和位置，在普通顯示器上只能左右同時顯示的媒體文件，顯示出栩栩如生3D畫面，畫面清晰，顏色鮮艷。同樣應(yīng)用還提供支持Microsoft 365，3DS Max，Croe等軟件的插件。
下圖所示為2D顯示3D的畫面，可以與上圖的裸眼3D照片對比。
3D播放時可以調(diào)節(jié)視錐同步、移動補償、瞳距等參數(shù)以改善視覺體驗，裸眼3D算法不依賴于Windows操作系統(tǒng)，有效避免軟件沖突。
將NX的設(shè)備模型導(dǎo)入到3DS MAX中，在執(zhí)行3D Display，由于安裝了插件，系統(tǒng)自動啟用3D Explorer，并可以實現(xiàn)簡單的渲染。
測試總結(jié)
ThinkStation P5搭載3D 4K顯示器，不僅為用戶提供了更加沉浸式的體驗，更為創(chuàng)作、連接和協(xié)作提供了無限可能。在聯(lián)想的3D顯示器加持下，用戶還可以使用第三方轉(zhuǎn)換工具支持更多專業(yè)軟件和游戲，如TechWiz XL等，這樣可以更好的支持制造業(yè)中的應(yīng)用，尤其是AR、XR以及AI相關(guān)的拓展應(yīng)用。
在今年3月，西門子宣布將深化與NVIDIA的合作 ，以創(chuàng)建工業(yè)元宇宙。基于全新 NVIDIA Omniverse Cloud API 將沉浸式可視化引入西門子 Xcelerator 平臺，從而推動 AI 數(shù)字孿生技術(shù)的更多使用。在NVIDIA年度 GTC 會議期間，西門子與 NVIDIA攜手演示了生成式 AI 為復(fù)雜數(shù)據(jù)可視化帶來的變革。所以ThinkStation搭載NVIDIA高端顯卡，不僅在顯示層面提供強大的支撐，還在算力上提供了一個強大的工具，是正在欣欣向榮飛速發(fā)展的AI應(yīng)用的最佳硬件平臺。
聯(lián)想工作站ThinkStation P5可以應(yīng)用在制造業(yè)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)工程師站，如PLC（可編程邏輯控制器）編程、人機界面設(shè)計等。工作站提供強大的計算能力和穩(wěn)定的運行環(huán)境，確保自動化系統(tǒng)的高效運行。
ThinkStation P5可以應(yīng)用在制造業(yè)的SCADA服務(wù)器，其運行穩(wěn)定性可以支持無間斷的監(jiān)控任務(wù)，充分的擴展能力可以滿足多網(wǎng)絡(luò)擴展能力。還可以憑借強大的系統(tǒng)資源實現(xiàn)虛擬化監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)在同一臺工作站內(nèi)通過虛擬機運行多個操作系統(tǒng)，在不同的操作系統(tǒng)上實現(xiàn)監(jiān)控、能源管理、事件記錄、數(shù)據(jù)記錄分析等不同功能的監(jiān)控工作。
聯(lián)想工作站可以收集和分析自動化系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，進行多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集，通過強大的CPU或GPU的算力實現(xiàn)IOT、EDGE等數(shù)據(jù)分析。通過數(shù)據(jù)可視化工具和分析軟件，工作人員可以實時了解設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)效率等關(guān)鍵指標(biāo)，從而做出及時的決策和調(diào)整。
在自動化生產(chǎn)線上，聯(lián)想工作站可用于機器視覺檢測、圖像識別和分析。它能夠處理大量的圖像數(shù)據(jù)，并進行快速的圖像處理和算法運算，以實現(xiàn)質(zhì)量檢測、目標(biāo)識別等功能。
在自動化設(shè)計和優(yōu)化過程中，聯(lián)想工作站可進行產(chǎn)品、裝置和產(chǎn)線對的模擬和仿真。工程師可以利用工作站的強大計算能力來模擬復(fù)雜的工藝流程和系統(tǒng)行為，從而驗證設(shè)計的可行性和性能。
由于ThinkStation P5提供了強大CPU、GPU和穩(wěn)定的系統(tǒng)，還可以在制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的應(yīng)用中大顯身手。數(shù)字制造趨勢還包括如物聯(lián)網(wǎng) (IoT)、增強現(xiàn)實 (AR)、人工智能 (AI)、區(qū)塊鏈(BlockChain)等，ThinkStation P5對這些正在飛速發(fā)展的應(yīng)用對系統(tǒng)的算力、圖像處理的能力的需求均能輕松面對。