Manchmal gelangt man an seine Grenzen; das war mein Gefühl, als ich die Spezifikationen meines neuesten Testgeräts, des Dell Precision Tower 7810, zum ersten Mal las. 40 Cores, 32GByte Arbeitsspeicher, Nvidia K5200-Grafik – wie soll man eine solche Workstation mit CAD-Anwendungen testen? Das Biest verarbeitet CAD-Systeme doch quasi nebenher. Hier mein Versuch eines Testberichts.
Die technischen Grunddaten sind beeindruckend, noch mehr, wenn man den Rechner aus dem Karton nimmt: Der Dell Tower besitzt ein schönes, schlankes Gehäuse. Der Absatz in der Front lässt das 17,5 Zentimeter breite Gehäuse noch schlanker erscheinen. An der Oberkante ist vorn und hinten ein Handgriff ins Gehäuse integriert, mit dem sich die Maschine gut transportieren lässt. An der Front befinden sich neben dem – in Towerstellung senkrecht stehenden – DVD-Laufwerk vier USB-Anschlüsse, von denen einer als USB 3.0, der Rest als 2.0-Anschluss ausgeführt ist, sowie Klinkenbuchsen und der Einschalter.
Der Precision Tower 7810 ist eine schlanke Erscheinung
Der zurückgesetzte Bereich der Frontplatte ist als Gitter ausgebildet, durch die die Workstation mittels dreier großer Lüfter Frischluft zieht. Hinten besteht das Gehäuse größtenteils aus Gitter, so dass sich ein schöner waagerechter Kühlluftstrom ausbilden kann. Das optische Laufwerk sitzt in einem mit einem Griff entnehmbaren Halter, in dem noch Platz für ein 5,25-Zoll-Laufwerk ist – für dieses ist ein Deckel vorhanden, um es von außen zugänglich zu machen.
An der linken Seite ermöglicht ein Griff den Zugang zum Gehäuse; die Seitenwand ist mit einem Griff geöffnet. Dann liegt ein sauber aufgebauter Rechner vor dem Betrachter. Oben sitzen die beiden Kühlkörper für die CPUs, die hintere wird über einen Kühlkanal mit einem Schwall frischer Luft versorgt, sitzt also nicht komplett im „Abwind“ des vorderen Prozessors. Der selbe Kanal kühlt die oberhalb der Prozessoren liegenden RAM-Riegel, weitere sitzen unterhalb der Prozessorkühler. Insgesamt vier RAM-Sockel pro Prozessor erlauben mit den größten erhältlichen RAM-Riegeln mit je 32GByte einen Hauptspeicher von bis zu 256GByte Größe.
Unterhalb der RAM-Sockel beginnt der Bereich der PCIe-Slots. Zwei davon sind als 16x-Slots für Grafikkarten geeignet, im Testrechner steckt im oberen davon die Nvidia Quadro K5200, die mit 2304 Prozessorkernen und acht GByte RAM am obersten Ende der Quadro-Baureihe angesiedelt ist. Der unterste Slot ist ein PCI-Slot, so dass sich hier auch ältere Zusatzkarten einbauen lassen.
Ganz unten im Netzteil sitzt hinten das Netzteil und vorn die zwei Festplattenplätze für 3,5-Zoll-Festplatten. Zwischen beiden sitzt wiederum ein Kühlkanal, so dass das Netzteil kühle Luft über die Festplatten zieht. Der Testrechner ist mit einer SSD- und einer Magnetplatte ausgestattet. Das Netzteil lässt sich übrigens mit einem Griff nach hinten aus dem Rechner herausziehen und ersetzen.
Am Anschlusspanel bietet der Precision Tower 7810 je drei USB 2.0- und USB 3.0-Anschlüsse, Ethernet, Klinkenbuchsen sowie ein serielle Schnittstelle und PS/2-Anschlüsse für Tastatur und Maus. Letztere sind unter Sicherheitsgesichtspunkten interessant, denn in vielen Firmen werden alle USB-Anschlüsse außer Funktion gesetzt, um das Kopieren von Daten zu verhindern. USB-Tastatur und –Maus sind in diesen Szenarien sehr ungern gesehen.
Der Precision Tower 7810 ist mit einer SSD-Platte mit 256 GByte Kapazität sowie einer Magnetplatte mit einem TByte ausgestattet. Das erlaubt es, Betriebssystem und Programme auf der schnellen SSD zu installieren und die langsamere, aber größere Magnetplatte für die Datenablage zu verwenden. Übrigens läuft auf dem Testrechner Windows 7, das von den meisten Profianwendern dem neueren Windows 8 vorgezogen wird.
Grafik überdimensioniert – oder mit großen Reserven?
Die verbaute Grafikkarte Nvidia Quadro K5200 ist für den reinen CAD-Einsatz eigentlich überdimensioniert. Die K5200 basiert auf einer verbesserten Version des Kepler-Chips, der in der K5000 zum Einsatz kam. Sie ist zwar prinzipiell doppelt so leistungsfähig – und doppelt so teuer – wie die in der Produktpalette darunter angesiedelte K4200, CAD-Anwender werden jedoch kaum mehr als 20 Prozent Leistungssteigerung realisieren können. Schuld ist daran die Struktur der CAD-Daten, die stark hierarchisch ist und die schnellere Berechnung hemmt. Weitere Infos zur aktuellen Quadro-Generation habe ich hier und hier zusammengestellt.
Die K5200 kann ihr hohes Leistungspotential allerdings ausspielen, wenn es um GPU Computing geht. Zwar kann die K5200 keine Befehle mit doppelter Präzision verarbeiten, wie sie für FEM oder CFD notwendig sind – hierfür wäre eine K6000 oder eine Tesla-Rechenkarte notwendig – aber für Visualisierung bietet die K5200 gewaltiges Potential. Im Vergleich zu einer K2200, der typischen CAD-Karte, erreicht die K5200 fast die 2,5fache Leistung, beispielsweise bei Raytracing-Rendern mit iray, dem Nvidia-eigenen Renderer, der unter anderem in Bunkspeed, Catia Live Rendering, Autodesk 3ds Max und Maya sowie Maxon Cinema 4D zum Einsatz kommt.
Ähnlich geht es mir mit der Prozessorausstattung: CAD-Anwendungen profitieren am meisten von hoher Einzelprozessorleistung, da die CPU die allermeiste Zeit auf Benutzereingaben wartet und dann die genannten hierarchisch angeordneten Daten neu durchgerechnet werden müssen – eine Aufgabe, die sich schlecht parallelisieren lässt. Der im Testsystem zweimal eingebaute Intel Xeon Prozessor E5-2650 v3 bietet zehn physikalische Kerne, die per Hyperthreading dem Betriebssystem jeweils zweimal präsentiert werden – in der Theorie können sich so zwei Tasks einen Prozessor teilen.
So kommt der Precision Tower 7810 mit zwei Prozessoren auf insgesamt 40 virtuelle oder 20 physikalische Kerne, die jeweils auf bis zu 2,3GHz hochtakten können – solange die Kühlung ausreicht. So wird man im CAD-Betrieb nur einige wenige der Rechenkerne, diese aber mit vollem Turbotakt, nutzen, während die restlichen Kerne in den Schlafzustand versetzt werden, um möglichst wenig Abwärme zu produzieren.
Interessant werden die vielen Kerne wiederum mit Anwendungen abseits der reinen Modellierung, beispielsweise wenn Simulationen berechnet werden sollen. SolidWorks nutzt mehrere Kerne beispielsweise bei Berechnungen in den Modulen Simulation, Plastics und Flow Simulation oder beim Rendern in PhotoView360; beim Berechnen von Zeichnungsansichten können auf mehreren Kernen mehrere Ansichten parallel berechnet werden.
Auch Luxion Keyshot ist eine Software, die sehr von vielen CPU-Kernen profitiert, da sie sehr gut skaliert und die verfügbaren Kerne voll ausnutzt. Wenn man in Keyshot Animationen oder gar VR-Szenarien berechnen möchte, kann sich der Kauf eines solchen Doppelprozessorsystems durchaus lohnen. In Keyshot 5.1 lässt sich das Rendersystem beispielsweise auf 38 Kerne beschränken, so dass zwei Kerne für paralleles Arbeiten am CAD-System bleiben, während Keyshot im Hintergrund rendert. Das fast 1,2 GByte große Creo-Modell aus dem SPECapc-Benchmark ließ sich jedenfalls ruckelfrei bewegen und der Echtzeitrenderer, der in Keyshot während des Arbeitens eine gerenderte Ansicht darstellt, benötigte weniger als eine Sekunde, um nach dem Bewegen des Modells das Rendering fertigzustellen.
Sehr angenehm war im Test die Geräuschkulisse des Precision Tower 7810, sogar während des SPECapc/Creo-Benchmarks gab der Rechner nicht mehr als ein leises Säuseln von sich – ein Beweis, dass weder CPU noch GPU mit einem großen Creo-Modell wirklich gefordert werden.
Dell-typisch lässt sich der Precision Tower 7810 flexibel konfigurieren, interessant für CAD-Anwender wären unter anderem zwei Prozessoren E5-2667 v3, die acht Kerne und bis zu 3,2GHz Takt haben, sowie eine Nvidia Quadro K2200 oder K4200 – je nachdem, ob die einzusetzende Software eher die CPU oder die GPU nutzt. Die getestete Ausstattung findet sich jedenfalls für 7.370 Euro Listenpreis (zzgl. MwSt. und Versand) auf der Dell-Website.
Die Dell-Workstation zeigte sich im Test als relativ leise, schön anzusehende Powermaschine. Der saubere Aufbau und die vielfältigen Optionen ermöglichen ein Erweitern des Rechners. Wenn man wirklich viel Power benötigt – sowohl auf CPU- wie GPU-Seite – ist die getestete Konfiguration auch sinnvoll aufgebaut und zu empfehlen.
Hier die SPEC-Werte (im Gegensatz zu früheren Benchmarks jetzt mit Creo 3.0)
SPECapc Creo TM 3.0 benchmark scoring utility
Installed graphics supports a minimum of 8x MSAA so compare results only to 8x MSAA results
| OVERALL | |
| Graphics Composite (groups 3-8) | 2.78 |
| CPU Composite (group 1) | 1.78 |
| I/O Composite (group 2) | 1.11 |
| GRAPHICS SUB-SCORES | |
| Shaded Graphics Subscore (group 4) | 4.60 |
| Shaded Edges Graphics Subscore (group 5) | 1.60 |
| Shaded Reflection Graphics Subscore (group 6) | 4.83 |
| Wireframe Graphics Subscore (group 3) | 0.71 |
| Hidden Graphics Subscore (group 7) | 2.91 |
| No-hidden Graphics Subscore (group 8) | 2.47 |
| APPLICATION WORKFLOWS | |
| Worldcar_Graphics (test 1) | 4.51 |
| Worldcar_Regen (test 2) | 1.43 |
| Worldcar_Retessellation (test 3) | 0.84 |
| Worldcar_Engine_Mass_Properties (test 4) | 1.75 |
| Worldcar_Load_Erase_Load (test 5) | 1.03 |
| Worldcar_Body_Graphics (test 6) | 1.09 |
| IGES_Import_Export (test 7) | 1.22 |
| Worldcar_Engine_Drawing_New (test 8) | 1.75 |