超凡之作 惠普全新Z系列工作站深度解析

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    北京3月7日,英特尔发布了新一代至强E5系列平台,随即掀起了一阵新品发布的热潮,各个厂商争先恐后的推出自家新品来抢占市场。对于这些厂商来说,英特尔这次的更新明显来得太迟了。如今距离至强5600系列发布已经过去了2年的时间,市场也的确需要新产品来焕发新活力。

惠普全新Z系列工作站深度解析
全新发布的Z系列新机,Z420、Z620和Z820

  在工作站领域,惠普则是第一家提供全套至强E5平台解决方案的厂商。在高调发布了一体式工作站Z1之后,惠普原有的Z系列家族也迎来了新鲜血液——Z420、Z620和Z820。从命名来看,这次的新品显然都属于20系列,回想起它们所替代的Z400、Z600和Z800,似乎重点缺少了10系列的支持。在惠普的工作站产品线中,只有去年发布的Z210和Z210 SFF两款产品。不管怎么说,新系列产品的出现极大的丰富了市场,这也标志着老一代的Z400、Z600、Z800已经完成了历史使命,可以正式退居二线了。

  等待了这么久,想必大家对于三款产品都有着强烈的求知欲。就我们拿到的机器来看,惠普Z420定位在入门级应用,单路E5-1600处理器配置非常适合小型工作室或公司使用。稍高一些的Z620采用双路配置,搭配E5-2600系列处理器,适合主流图形应用。高端的惠普Z820配置相当豪华,设计也独具创新,主打高端市场,适合那些追求性能“不差钱”的用户购买。

  总体来说三款新机的特点就是这样,下面我们将通过图片逐一说明它们各自的优势所在。


  惠普Z420工作站是本次发布的新产品中规格最低的一款,面向入门级的绘图应用。这款产品在造型上延续了上一代的特点,不过增加了一个外置的读卡器方便读取数据。

惠普Z420工作站深度拆解
惠普Z420工作站深度拆解
惠普Z420工作站深度拆解
惠普Z420工作站深度拆解
惠普Z420工作站深度拆解
惠普Z420工作站内部结构

  这一代Z420内部设计相比Z400来说主要是加强了对于散热性能的控制,通过内存导风罩和前后机箱风扇提供系统散热。需要说明的是,由于Romely平台自带了SAS接口,所以送测产品也采用的是SAS硬盘,这相比之前的SATA硬盘来说要有不小的I/O性能提升。

惠普Z420工作站深度拆解
工作站自带的E5-1650处理器
惠普Z420工作站深度拆解
4条2GB DDR3内存,共8GB
惠普Z420工作站深度拆解
来自NVIDIA的Quadro 4000显卡

  还有一个比较有趣的地方,这次我们看到的惠普Z420工作站搭配的是至强E5-1650处理器,这是英特尔面向工作站单路市场推出的E5系列产品。这款处理器的主频为3.2GHz,6核心12线程。送测工作站使用的显卡为Quadro 4000,是Quadro系列的中端产品,具备不错的性能。

惠普Z420工作站深度拆解
来自80Plus认证的金牌电源

  值得一提的是Z420使用的电源。如今整个行业都在谈节能、绿色、环保的概念,所谓节能减排,低碳生活。我们看到Z420搭配的是通过80Plus金牌认证的电源,转换效率达到90%以上。


  惠普Z620是我们认为相比前一代产品改进最大的一款,它在设计上完全颠覆了传统理念,进而给我们带来了一种小清新的感觉。

打造小清新:惠普Z620工作站拆解
打造小清新:惠普Z620工作站拆解
打造小清新:惠普Z620工作站拆解
打造小清新:惠普Z620工作站拆解
打造小清新:惠普Z620工作站拆解
打造小清新:惠普Z620工作站拆解
惠普Z620工作站拆解

  从造型上或许看不出Z620相比上一代有什么特别之处,同样是金属拉丝的外壳,同样非常醒目的标识。但是就内部看来,Z620彻底颠覆了传统的设计。在之前我们看到的Z600身上,使用的是双路主板,这也是我们常见的样子。而Z620虽然同样是双路,但是其中一路却是以模块化的形式出现的(如上图)。换句话说,这部分是可以用户自行增设的,而这种模块化的设计提供了非常简便的拆卸能力,这是其他工作站所不具备的,也是Z620的最大特色。

打造小清新:惠普Z620工作站拆解
至强E5-2600系列处理器
打造小清新:惠普Z620工作站拆解
8GB DDR3 1600内存
打造小清新:惠普Z620工作站拆解
Quadro 4000M显卡
打造小清新:惠普Z620工作站拆解
SAS阵列卡

  刚刚我们提到,新一代的Romely平台整合了SAS卡,但是在Z620上我们看到它并没有使用板载SAS接口,而是采用了一块阵列卡。这款阵列卡支持4个接口,相比板载的来说性能更出色,更适应高端用户的需求。


  最后我们要介绍的自然是最高端的惠普Z820工作站了。这款工作站延续了上一代Z800的风格,完全免工具拆卸,内部布局紧凑而合理。

高屋建瓴:惠普Z820工作站拆解
高屋建瓴:惠普Z820工作站拆解
高屋建瓴:惠普Z820工作站拆解
高屋建瓴:惠普Z820工作站拆解
惠普Z820工作站
高屋建瓴:惠普Z820工作站拆解
Z820工作站内部
高屋建瓴:惠普Z820工作站拆解
拆下各个部件的样子

  惠普Z820工作站不仅仅在造型上,就连内部的设计也与Z800非常相似,当然还是经过了一系列的改进,不然怎么能支持全新的E5 Romely平台。

高屋建瓴:惠普Z820工作站拆解
最高端的之前E5-2600系列处理器,主频为2.7GHz,8核心16线程
高屋建瓴:惠普Z820工作站拆解
4条8GB DDR3内存
高屋建瓴:惠普Z820工作站拆解
标配的80Plus金牌电源

  和之前的产品一样,惠普Z820也采用的是80Plus金牌电源,但是功率明显增加了,最大功率达到了1275W。


  看过了惠普最新3台工作站的信息,我们来汇总一下它们的配置信息,方便下面对比各款产品的性能。

惠普Z420工作站 惠普Z620工作站 惠普Z820工作站
处理器子系统
 单路E5-1650双路E5-2670双路E5-2680
处理器架构SandyBridgeSandyBridgSandyBridge
代号SandyBridge-EPSandyBridge-EPSandyBridge-EP
核心/线程数量6/128/168/16
主频3.2GHz 2.6GHz 2.7GHz 
处理器指令集MMX,EM64T,VT,AVXMMX,EM64T,VT,AVXMMX,EM64T,VT,AVX
外部总线1x QPI
1200MHz
2x QPI
3000MHz
2x QPI
3000MHz
L1 Code Cache4x 32KB
8路集合关联
8x 32KB
8路集合关联
8x 32KB
8路集合关联
L1 Data Cache4x 32KB
8路集合关联
8x 32KB
8路集合关联
8x 32KB
8路集合关联
L2 Cache4x 256KB
8路集合关联
8x 256KB
8路集合关联
8x 256KB
8路集合关联
L3 Cache8MB
16路集合关联
20MB
20路集合关联
20MB
20路集合关联
主板
主板型号HPHPHP
芯片组Intel C206Intel C600Intel C600
北桥芯片特性1xQPI
VT-d Gen 2
2xQPI
VT-d Gen 2
2xQPI
VT-d Gen 2
内存控制器CPU集成四通道R-ECC DDR3 1600CPU集成四通道R-ECC DDR3 1600CPU集成四通道R-ECC DDR3 1600
配置内存类型2GB R-ECC DDR3 1600 SDRAM x42GB R-ECC DDR3 1600 SDRAM x48GB R-ECC DDR3 1600 SDRAM x4
图形子系统
显卡型号NVIDIA Quadro 4000NVIDIA Quadro 4000NVIDIA Quadro 4000
核心代号FermiFermiFermi
显存容量2GB RAM2GB RAM2GB RAM
驱动程序NVIDIA Quadro 295.73 WHQL for Windows 7NVIDIA Quadro 295.73 WHQL for Windows 7NVIDIA Quadro 295.73 WHQL for Windows 7
软件环境
操作系统Microsoft Windows 7 Ultimate x64Microsoft Windows 7 Ultimate x64 Microsoft Windows 7 Ultimate x64

    我们本次测试的Z1工作站选择的是Windows 7操作系统。从这些配置对比上我们可以看到,三款工作站采用的显卡相同,均为Quadro 4000,那么性能上的差距只能由Romely平台本身决定。同时,Z620和Z820在配置上差别不大,只是内存容量有明显差别。


  看过了惠普Z420工作站的硬件,我们来看看它的软件识别信息,选用的软件是CPU-Z和GPU-Z,两款主流软件。

惠普Z420工作站软件规格介绍
惠普Z420工作站软件规格介绍
惠普Z420工作站软件规格介绍
惠普Z420工作站软件规格介绍
惠普Z420工作站软件规格介绍
惠普Z420工作站软件规格介绍


  作为双路服务器,惠普Z620工作站的配置要比Z420高出许多,硬件上更为强劲。

惠普Z620工作站软件规格介绍
惠普Z620工作站软件规格介绍
惠普Z620工作站软件规格介绍
惠普Z620工作站软件规格介绍
惠普Z620工作站软件规格介绍
惠普Z620工作站软件规格介绍


  期盼已久的惠普Z820工作站终于登场了,作为顶级产品,它提供了至强E5-2680处理器,是我们本次测试中最高端的一款。

惠普Z820工作站软件规格介绍
惠普Z820工作站软件规格介绍
惠普Z820工作站软件规格介绍
惠普Z820工作站软件规格介绍
惠普Z820工作站软件规格介绍
惠普Z820工作站软件规格介绍


  SiSoftware Sandra软件我们常用的处理器计算性能测试软件。在至强E3新出现的时候,我们将这款软件升级到了2011版本。而如今,这款软件最新的版本是2012,也只有此版本可以更好的支持至强E5处理器。虽然是Lite版本,但是对于我们的测试来说并无大碍。

SiSoftware Sandra Pro Business 2012
产品名称惠普Z420工作站惠普Z620工作站惠普Z820工作站
平台类型单路Intel SandyBridge双路Intel SandyBridge双路Intel SandyBridge
Processor Arithmetic Benchmark
处理器算术运算测试
总计本地功效163.35GOPS375.18GOPS384.73GOPS
总计本地功效对比速度43.09MOPS/MHz146.09MOPS/MHz110.21MOPS/MHz
Dhrystone iSSE4.2208.78GIPS481GIPS489.09GIPS
Dhrystone iSSE4.2 vs SPEED55.07MIPS/MHz146.09MIPS/MHz140.10MIPS/MHz
Whetstone iSSE3127.8GMIPS/MHz292.68GMIPS/MHz302.63GMIPS/MHz
Dhrystone iSSE3 vs SPEED33.71MFLOPS/MHz88.90MFLOPS/MHz86.69MFLOPS/MHz
Processor Multi-Media Benchmark
处理器多媒体测试
总计多媒体功效364.88MPixel/s831.08MPixel/s861.34MPixel/s
总计多媒体功效对比速度96.25kPixels/s/MHz252.45kPixels/s/MHz246.73kPixels/s/MHz
Multi-Media Int x16 AVX314MPixel/s718.68MPixel/s744MPixel/s
Multi-Media Int x16 AVX vs SPEED82.81kPixels/s/MHz218.31kPixels/s/MHz213.12kPixels/s/MHz
Multi-Media Float x8 AVX242.8MPixel/s548.87MPixel/s572.78MPixel/s
Multi-Media Float x8 AVX vs SPEED64.05kPixels/s/MHz166.73kPixels/s/MHz164.07kPixels/s/MHz
Multi-Core Efficiency Benchmark
处理器效能测试
内联核带宽33.75GB/s75.48GB/s77GB/s
内联核带宽对比速度9.12MB/s/MHz23.48MB/s/MHz22.61MB/s/MHz
内联核延迟(越小越好)48.0ns123.8ns106.6ns
内联核延迟对比速度(越小越好)0.13ns/MHz0.38ns/MHz0.31ns/MHz
CUDA 技术加工设备
总结着色性能377.67 MPixel/s377.65MPixel/s377.67MPixel/s
总结着色性能对比速度397.55kPixels/s/MHz397.53kPixels/s/MHz397.55kPixels/s/MHz
真 浮点着色525.82 MPixel/s525.79MPixel/s525.82MPixel/s
真 浮点着色对比速度553.49kPixels/s/MHz553.46kPixels/s/MHz553.49kPixels/s/MHz
真 双精度着色271.26 MPixel/s271.25MPixel/s271.26MPixel/s
真 双精度着色对比速度285.54kPixels/s/MHz285.53kPixels/s/MHz285.54kPixels/s/MHz
GP (GPU/CPU/APU) 的内存带宽
总体内存性能20.24 GB/s20.2GB/s20.2GB/s
总体内存性能对比速度7.38 MB/s/W7.37MB/s/W7.37MB/s/W
内部记忆体频宽70.09 GB/s70GB/s70.08GB/s
内部记忆体频宽对比速度25.56 MB/s/W25.55MB/s/W25.56MB/s/W
数据传输带宽5.85 GB/s5.83GB/s5.82GB/s
数据传输带宽对比速度2.13 MB/s/W2.12MB/s/W2.12MB/s/W

  从我们测试的项目来看,3款测试平台采用的都是同一型号的显卡,因此在GPU相关的性能测试中差别不大。不过在CPU计算的项目中,Z420因为是单路产品,即便主频占优的情况下性能也落后许多;双路的Z620和Z820对比中,主频更高的Z820性能也更好一些。


  至强Romely平台一个巨大的改进就是在内存与缓存相关的项目。对于工作站的应用来说,更大的内容在渲染的时候是非常必要的,而内存与缓存的相关性能也是决定渲染时间长短的关键。

 

SiSoftware Sandra Lite 2012
产品名称惠普Z420工作站惠普Z620工作站惠普Z820工作站
平台类型Intel SandyBridgeIntel SandyBridgeIntel SandyBridge
Memory Bandwidth Benchmark
带宽测试内存
总体内存性能36.42GB/s66GB/s66.35GB/s
总体内存性能对比速度23.31MB/sMHz42.22MB/sMHz42.46MB/sMHz
整数 B/F AVX/128 内存带宽36.33GB/s66GB/s66.35GB/s
整数 B/F AVX/128 内存带宽对比速度23.25MB/sMHz42.21MB/sMHz42.47MB/sMHz
整数 B/F AVX/128 内存带宽36.51GB/s66GB/s66.35GB/s
整数 B/F AVX/128 内存带宽对比速度23.37MB/sMHz42.22MB/sMHz42.46MB/sMHz
Memory Latency Benchmark
内存延迟测试
内存延迟(越小越好)75.9ns88.9ns86.5ns
内存延迟对比速度 (越小越好)0.05ns/MHz0.06ns/MHz0.05ns/MHz
速度因素 (越小越好)71.372.175.2
内部数据高速缓存3.4clocks3.2clocks3.1clocks
二级板载高速缓存

10.1clocks

9.6clocks9.4clocks
三级板载高速缓存41.2clocks44.4clocks42.8clocks
Cache and Memory Benchmark
缓存及内存测试
缓存/内存带宽181.32 GB/s460.23GB/s473.52GB/s
缓存/内存带宽对比速度48.98MB/s/MHz143.16MB/s/MHz138.89MB/s/MHz
速度因素(越小越好)33.136.137.6
内部数据高速缓存716.5GB/s1.49TB/s1.56TB/s
二级板载高速缓存451GB/s960.61GB/s982.78GB/s
三级板载高速缓存243.72GB/s467.35GB/s494.57GB/s

 

  内存测试中,双路平台的性能依然是非常明显,延续到与缓存的对比也是这样。提升了将近一倍左右。


  CineBench是基于Cinem4D工业三维设计软件引擎的测试软件,用来测试对象在进行三维设计时的性能,它可以同时测试处理器子系统、内存子系统以及显示子系统,我们的平台偏向于服务器多一些,因此就只有前两个的成绩具有意义。和大多数工业设计软件一样,CineBench可以完善地支持多核/多处理器,它的显示子系统测试基于OpenGL。

  值得一提的是,原来的CineBench R10已经不能再适应如今的测试需要,因为R10只能支持24个处理器核心。如今的核心数量为32个(算上超线程),所以只有R11.5能够支持最多48个核心。

CINEBENCH性能测试

  从测试的结果来看,Z420在显卡图形性能成绩与Z620和Z820的差距不大,但是多核心性能下的成绩有近一倍的差距,这是与核心数量和运算能力相关的。


  POV-Ray是由名为Persistence OF Vision Devlopmentteam的开发小组在DKBTrace2.12的基础上编写而成的一个场景渲染软件。它为了减少了编制算法程序的时间而使用专用的场景描述语言来绘制三维场景。POV-Ray同时支持32位和64位,提供了Windows、Linux等多个平台下的运行版本,本次测试使用的版本为3.62。

POV-Ray 3.6性能测试

  测试分为1600*1200分辨率下开启和关闭抗锯齿两部分。从结果来看,Z420的表现要比另外两个更出色,看来这个测试与主频的关系还比较大,更高的主频提供了更好的性能。


  2010年6月底,SPEC组织旗下的图形性能测试项目组(SPECgpc)正式推出了Specviewperf 11工作站用专业图形综合测试软件,新版本的主要变化是采用了新的图形测试界面,以及增加了用于测试的新款专业级3D应用程度片段。SPECviewperf 11采用的新GUI图形界面令首次使用这款软件的新人也能很容易上手运行测试,读取测试成绩以及获取帮助信息等,此外,Windows和Linux操作系统下均使用同样的测试脚本,保证了不同平台下测试结果的可比性。

   新版SPECviewperf 11中包含有8个不同的测试环节,每个环节都能模拟一款CAD/CAM软件,某些测试场景中甚至包含有超过6000万个顶点数据,能够充分测试出参测系统的整体性能与显卡的OpenGL性能。

SPECviewperf 11测试成绩

  SPECviewperf 11测试成绩与平台的整体性能关系并不大,所以我们看到双路与单路的产品成绩趋于一致,因为它们均采用的是Quadro 4000显卡。区别在于Z420平台的处理器主频较高,因此在对比中有略微的优势,但是并不明显。从这些内容来看,SPECviewperf 11测试成绩只与显卡的性能有关。


  文章写到现在,如何写最后的评价却是让人头疼的问题。从我们对于惠普工作站的理解来看,这一代的Z系列产品不仅是实现了硬件配置上的升级,更重要的是引入了许多人性化的设计,帮助用户更好的体验到Z系列设计的巧妙。

惠普新Z系列工作站开启绘图新时代
惠普Z420工作站

  我们还是说说它们在设计上有哪些具体的变化吧,这样或许更能突出新款Z系列的独到之处。首先要说的是Z420——主板上整合的SAS接口让Z系列的I/O性能升级到了一个新的层次。作为长久以来的系统瓶颈,更快的磁盘速度无疑是必需的。

惠普新Z系列工作站开启绘图新时代
惠普Z620工作站

  接下来要说的是Z620,这或许是相比上一代的产品最大改进的型号。新增加的插卡式处理器插槽让用户的拆卸更加方便,虽然这种设计并非是惠普首创,但却在惠普工作站上得到了极大的改进和演进,也是惠普的成功所在。

惠普新Z系列工作站开启绘图新时代
惠普Z820工作站

  最后要说的是Z820,也是本次测试中最高端的产品。其实对于这款产品毋庸多言,最完全的人性化设计和最顶级的配置已经说明了它的定位,相比Z800来说它更多的在于散热系统的改进,对于高端设备来说维持其稳定运行是最重要的,显然Z820是加强了这部分的能力。

  本次评测只是为大家展示了关于惠普新款工作站性能方面的一小部分,作为可自选的配件,我们更关心的是工作站背后的设计及软件应用层面。我们相信,在良好的工业设计基础上,结合惠普工作站特有的Performance Advisor和RGS远程图形软件,新一代Z系列工作站必将开创图形应用的新纪元。