助力航天事业！丽台FX3500应用报告集

    当前，我国工业界的产品设计平台正在从“以二维为主”转向“以三维为主”，以三维CAD技术和软件产品为基础的三维设计技术正成为企业信息化应用的热点和焦点。相应的，三维CAD软件的应用对企业的计算机平台提出了更高的要求，机械制造和建筑领域的三维设计成为了专业图形卡（显示卡）的最主要应用领域。本期将从航天工业特种设备行业的具体需求出发，以市场上的高端专业图卡丽台NVIDIA Quadro FX 3500为例，探讨专业图卡的选择和应用。

● 行业应用背景

    测试人员以高端专业图卡丽台NVIDIA Quadro FX 3500为核心，搭建了一套图形计算平台，其配置如表1所示。这套系统由中国航天科技集团公司第一研究院航天发射技术及特种车事业部的技术人员进行测试和试用。

    中国航天科技集团公司第一研究院航天发射技术及特种车事业部（简称CASV）是航天一院直属的国有经营实体，以航天发射技术为依托，管理和运营特种车和地面设备相关资源，具备特种车研发设计、总装总成、底盘和零配件生产能力。主要从事弹箭发射技术、发射方式以及发射车、发射平台的研制，是航天科技集团发射技术及地、舰面设备专业组组长单位，为各型号运载火箭研制过一系列高水平、高质量、高可靠性的地面发射设备，并形成了配套的各种高性能分系统产品，主要产品有发射台、加注供气设备、吊装设备、铁路运输设备、辅助的工作台梯、低温产品和定位定向产品等。

● 配置情况

    航天发射技术及特种车事业部开展设计技术革新较早，已经能非常成熟地运用了三维CAD软件完成产品开发。结构特征复杂、体积庞大是这一领域产品的基本特点，因此，其三维产品设计对计算机几何图形处理性能的要求非常高。因此，CASV的工程师会使用惠普等公司的图形工作站产品，以提升软件系统的运行性能表现和工作效率。而普通的高性能PC则由于缺乏专业图卡和大内存的支持，不能应付较大规模的专业图形处理任务。特别是在模型出工程图和工程剖视图时，系统运行表现急剧降低。试用平台除采用双核处理器外，内存容量与CASV现有系统差别不大，而图卡则采用新近的高端专业产品丽台NVIDIA Quadro FX 3500，通过试用我们希望衡量这块专业图卡对这类型的行业应用有多大的提升作用。
现在CASV 正在使用丽台NVIDIA Quadro FX 3000专业图卡，其专业图形效能基本令人满意。作为2006年新推出的Quadro FX 3500，其硬件参数相比Quadro FX 3000有哪些提高呢？

● 丽台NVIDIA Quadro FX3500

    丽台NVIDIA Quadro FX 3500是2006年NVIDIA公司新发布的高端专业图卡，其核心是0.09微米制程的G71GL芯片，拥有24条像素渲染管线和8个顶点引擎。较多的渲染管线和顶点引擎使丽台FX 3500能在实时模型渲染和材质处理方面具有更好的性能表现，但是，对于普通的CAD软件用户来讲，工作时的模型是不需要很复杂的材质的，其光感要求也不高，这部分的优势在影视动画等DCC领域能得到更淋漓尽致的表现。

    较高的核心频率和丽台FX 3500配置的256MB GDDR3高速显存才是CAD应用制胜的关键。丽台FX 3500显存频率达到了675MHz，采用256bit控制器，显存带宽高达42.2GB/s显存带宽，这在同时发布的显卡中是最高的。丽台FX 3500每秒能够填充94亿texel或处理1亿7400个三角形。这个优势直接提高了CAD软件运行大规模复杂模型的流畅度。

    此外，丽台FX 3500板载400MHzRAMDAC和双Dual-link DVI输出接口，可支持超高分辨率的显示器。如果采用VGA接头，其输出分辨率能达到2048×1536×32bpp(85Hz)，在数字输出模式下能达到3840×2400×32bpp分辨率。利用双Dual-link DVI输出接口和丽台FX3500的POWER WALL功能，工业和虚拟现实用户可以实现低成本的大屏幕预览。

    相比上一代的同级别产品，丽台FX 3500拥有高出2倍的几何与填充率、高出5倍的硬件像素读回能力和超过1.55倍的内存频宽。由于采用G71GL核心，丽台FX3500拥有GF7的全部特效，包括CineFX 4.0视觉处理引擎，优化还原画质效果的Intellisample4.0全屏幕反锯齿技术，针对大量光影运算需求的UltraShadowI I 特效等。A P I方面， 丽台FX3500支持DierctX 9.0C、OpenGL2.0与Shader Model 3.0。

● 应用测试

    测试人员在CASV研发设计中心发射装置组工作，负责CASV的发射装备的设计等工作。设计部门常用的设计软件主要包括：二维AutoCAD，三维软件SolidEdge、SolidWorks、ProE和UG。其他分析计算类软件则采用Ansys和流体计算Fluent软件。在这些软件中，最常使用的软件还是SolidWorks2005，测试人员使用SolidWorks构建、处理复杂的模型，观察模型处理过程的流畅度及显示效果，同时尝试复杂模型的打开、出工程图和制作剖视图等操作，观察系统的流畅程度。由于Pro/E和UG的图形核心与SolidWorks相类似，在SolidWorks中的图形性能表现基本能反映出Pro/E和UG的运行效果。而Ansys和流体计算Fluent软件对三维图形的要求不高，专业图卡的作用并不明显。

    SolidWorks 2005的复杂装配体造型测试采用了本部门的产品实例10m×2.5m自卸车车厢，如图所示。装配体的总数为671，所有零件均未优化，标准件均为实体特征模型。这一模型的特点是特征复杂、尺寸巨大，是典型的大型航天辅助设备部件。同时，这一部件的渲染材质和图像品质并不需要很高。这种模型对图卡核心频率和显存频率的要求更高，而对显存容量、渲染管线等参数的要求不高。
测试内容为打开总装配体、三维模型剖视、出二维工程图、二维工程图剖视等操作，并记录操作时间和观察操作流畅度。
结果见表1、表2所示。

测试内容为打开总装配体、三维模型剖视、出二维工程图、二维工程图剖视等操作，并记录操作时间和观察操作流畅度。结果见表1、表2所示。

表1 SoidWorks2005测试（还原方式）

表2 SoidWorks2005测试（轻化方式）

    在这个测试中，基于丽台FX 3500的性能优势，测试系统在三维造型和工程图操作方面，模型缩放、旋转和编辑草图均十分流畅，毫无停滞现象。而现在使用的计算机在模型缩放、旋转和编辑草图方面操作感明显处于劣势。

    从运行数据上看， 丽台FX 3500取得了绝对性的胜利，在还原模式下，丽台FX 3500的速度均成倍提高，在打开装配体方面，甚至仅仅是原有时间的1/7，给人的印象非常深刻。
丽台FX 3500支持SoidWorks2005的REALVIEW功能，将软件的硬件性能级别调到最高，并打开REALVIEW开关，模型的显示效果得到了进一步提升，而操作流程度仍然没有降低。这说明，丽台FX 3500还有性能空间。

● 航天工业需要什么样的图卡？

    航天工业产品的模型大多尺寸巨大、特征繁多、结构复杂，这种模型对图卡的几何处理性能绝对是一种挑战，测试选用的丽台FX 3500属于高端专业图卡，因此能很好的适应航天工业产品的设计特点，满足三维模型规模和复杂度方面的需求。我们建议航空工业的用户可以尽量选用丽台FX 3500类似的高端专业图卡，以提升工作效率。

● 机械设计CAD对专业图卡基本要求

    机械设计CAD不同于影视动画等DCC领域，它强调模型的精度、复杂度和操作的流畅度，因此，选择图卡应首先注重核心频率、显存频率和带宽表现，其次是几何浮点处理性能和精度，再次是显存容量，最后才是渲染管线。按照这一标准，丽台FX 3500是非常符合要求的，甚至比更高端的FX4500更适合。有道是直选对的、不选贵的。

● 合理搭配消除系统瓶颈

    好鞍需配好马。丽台FX 3500的几何图形处理能力需要搭配同样强劲的系统，基于新的内存构架的INTEL双核处理器和1066Hz的前端总线应该是比较适合的选择，而内存在VISTA操作系统发布后则要提升到2GB为好。这样整套系统才能均衡均衡发挥有性能优势。总之，通过此次试用测试证明，丽台NVIDIA Quadro FX 3500是可以满足航空工业大型装配体的造型和出图需求的，从运行表现看，丽台FX 3500还有余力处理更大的模型。

丽台 Quadro FX3500
[参考价格] 7500元
[联系方式] 中关村科贸电子城三层3A015号柜台(010-82535382)
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