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Let’s build: High-End Solidworks Workstation 2018

Das ist nun der zweite Artikel meiner “Let’s build” Reihe.

Hier stelle ich in unregelmässigen Abständen Computersysteme für verschiedene Einsatzzwecke zusammen. Da ich leider kein unendliches Budget habe, sind dies meistens nicht meine eigenen Computer, sondern solche die ich im Auftrag meiner Kunden (meistens Familie, Freunde oder Bekannte) zusammenstelle.

Diesmal stelle ich eine high-end Solidworks 3D CAD Workstation zusammen. Mein Budget für das Material betrug in diesem Fall maximal 4’000 Schweizer Franken.

Intro

Im Netz sehe ich sehr viele Fehlkonfigurationen wenn es um Profi-Anwendungen wie eben z.B. Solidworks 3D CAD geht. Leute stellen sich Systeme mit overclocking Speichermodulen mit Gamer-Totenkopf-LED-Kühlkörpern und consumer Grafikkarten zusammen. Dabei wird vergessen, dass bei Profi-Anwendungen die Systemstabilität, mal abgesehen von der Performance, das allerwichtigste Kriterium ist. Und Systemstabilität erhält man nicht mit Totenkopf-Kühlkörpern auf übertakteten Speichermodulen, und auch nicht mit Grafikkarten die mit einem PUBG Produktschlüssel gebundelt sind.

Professionelle 3D Anwendungen stützen sich auf getestete bzw. in zusammenarbeit entwickelte und zertifizierte Grafiktreiber. Bei Solidworks im speziellen kann der Grafiktreiber wirklich entscheidend sein. Nur der richtige Treiber schöpft die Performance der Grafikkarte wirklich aus. Ein nicht zertifizierter Treiber hingegen führt zu zahlreichen Anzeigefehlern und Systemabstürzen. Für Profi-Anwendungen zertifizierte Treiber werden nur für AMDs Radeon Pro oder Nvidias Quadro Serie angeboten. Diese speziellen Treiber sind auch der Hauptgrund für die hohen Preise dieser Profi-Grafikkarten.

Bei proffessionellen 3D Anwendungen kommt es auch auf die Speicherbandbreite an. Für maximale Performance sollte der Prozessor möglichst viele Speicherkanäle zur Verfügung stellen. Am besten geeignet sind zur Zeit Prozessoren der Intel Xeon W-21xx Reihe. Diese bieten einen 4-Kanal Speichercontroller.

Zudem unterstützen diese Prozessoren Registered RAM Module mit ECC Fehlerkorrektur. Denn je mehr Arbeitsspeicher in einem System vorhanden ist und je länger ein System am Stück läuft, desto anfälliger wird der Arbeitsspeicher für speicherinterne Fehler. Diese Fehler führen oft zu Systemabstürzen oder können dazu führen das Daten korrupiert werden. Manchmal werden CAD Workstations für mehrere Tage oder sogar Wochen nicht ausgeschaltet weil der Aufwand oder die Wartezeit für das erneute Öffnen eines Arbeitssets einfach zu lange dauern würde. Für maximale Systemstabilität bevorzuge ich desswegen Arbeitsspeicher mit ECC mit ECC Fehlerkorrektur.

Weil Solidworks bei 90% aller Arbeiten nur einen Thread verwendet, ist es sehr wichtig das der Prozessor eine möglichst hohe Basis- und auch Turbo Taktfrequenz besitzt. Wenn man zwischen der Anzahl der Prozessorkerne oder einer möglichst hohen Taktfrequenz wählen muss, sollte man sich immer für den Prozessor mit weniger Prozessorkernen aber dafür höheren Basistakt entscheiden. Wenn ein ausreichendes Budget vorhanden ist kann man aber auch den höchstgetakteten Prozessor mit den meisten Prozessorkernen nehmen 😉

Die Hardware in der Übersicht

Gehäuse: Lian-Li PC-7NB

Netzteil: Seasonic Prime Titanium 650W

Mainboard: Supermicro X11SRA-F

Prozessor: Intel Xeon W-2145

Prozessorkühler: Corsair Hydro H100i v2

Arbeitsspeicher: 4x 8GB Samsung M393A1G40EB2-CTD, DDR4-RAM, 2666MHz, registered ECC

Grafikkarte: AMD Radeon Pro WX7100

Festplatte: Intel Optane 900P, 280 GB, PCIe

Optisches Laufwerk: ASUS BW-16D1HT/G

Der Zusammenbau

Lian-Li PC-7NB

Lian-Li PC-7NB

Das Lian-Li PC-7NB sieht von aussen schlicht und aufgeräumt aus. Hinter den Lüfteröffnungen vorne ist ein magnetischer Staubfilter angebracht. Dieser kann bei Bedarf entfernt und gewaschen werden.

 

Lian-Li PC-7NB

Lian-Li PC-7NB

Die Power- & Reset-Knöpfe befinden sich an der Oberseite. Daneben, unter einer Aluklappe, sind zwei USB 3.0 Anschlüsse sowie eine Kophörer- und eine Mikrofon-Buchse zu finden.

 

Lian-Li PC-7NB

Lian-Li PC-7NB

Das Gehäuse bietet grosszügig Platz und nimmt SSDs im 2.5 Zoll Format auf. Vorne sind zwei und hinten ist ein 120mm Lüfter vorinstalliert. Die Festplattenaufnahmen sind auf der Rückseite mit Thumbscrews verschraubt und können beliebig angeordnet werden. Es werden vier Stück mitgeliefert.

 

Lian-Li PC-7NB

Lian-Li PC-7NB

Das Lian-Li PC-7NB bietet auch Durchführungen für externe Wasserkühlungen. Der Mainboardträger besitzt eine grosszügige Aussparung für Prozessrkühler mit Backplate.

 

Lian-Li PC-7NB

Lian-Li PC-7NB

Das Netzteil wird unten im Gehäuse montiert. Das Lian-Li PC-7NB bietet extra Lüftungsöffnungen für das Netzteil. Dieses hat dann quasi einen getrennten Kühlkreislauf. Unter den Lüftungsschlitzen ist ein werkzeuglos entfernbarer Staubfilter vorinstalliert.

 

Lian-Li PC-7NB

Lian-Li PC-7NB

An der Gehäusefront können optional auch zwei 140mm Lüfter montiert werden.

 

Corsair H100i v2

Corsair H100i v2

Um den Intel Xeon W-2145 effektiv kühlen zu können, habe ich mich für die Corsair Hydro H100i v2 entschieden. Dieser kommt mit einem 120 x 240mm Radiator mit zwei vorinstallierten 120mm Lüftern. Die Kühlkörper-Befestigung ist mit dem Sockel 2011 und somit auch mit dem Sockel 2066 kompatibel. Achtung!! Die “narrow” Variante des Sockels 2066 wird nicht unterstützt.

 

Corsair Hydro H100i v2

Corsair Hydro H100i v2

Der Corsair Hydro H100i v2 passt gut ins Gehäuse. Die Bohrungen für die 120mm Lüfter passen auf den Hydro H100i v2.

 

Supermicro X11SRA-F

Supermicro X11SRA-F

Die Verpackung  des Supermicro Mainboards sieht schon ziemlich altbacken aus xD. Den Designer hätte ich entlassen xD. Wichtig ist aber der Inhalt: Das Workstation Mainboard X11SRA-F von Supermicro bietet im Sockel 2066 Platz für Intel Xeon W-21xx Prozessoren und bis zu 512GB registered ECC DDR4 2666MHz Arbeitsspeicher in 8 Slots. Zudem sind ein Audiochip und dual Ethernet-Anschlüsse vorhanden. Einer davon bietet sogar 5Gbit. Ebenfalls sind drei PCI-E 16x und ein PCI-E 4x Anschluss für entsprechende Erweiterungskarten vorhanden. Die drei PCI-E 16x Anschlüsse (8x/16x/16x) werden direkt vom Prozessor angesteuert, während der PCI-E 4x Anschluss den Umweg über den Intel C422 Chipsatz machen muss.

 

Supermicro X11SRA-F

Supermicro X11SRA-F

Keine leuchtenden Totenköpfe, keine bösen Augen, keine Plastik Panzerung in Tarnfarben. Trotzdem ein solides, durchdachtes Boardlayout mit allen notwengien Anschlüssen.

 

Intel Xeon W-2145

Intel Xeon W-2145

Der Intel Xeon W-2145. Kompromisslose single thread Leistung dank 3.70GHz Basistakt und 4.50GHz Turbotakt. Dank den 8 physischen (und 16 logischen) Prozessorkernen trotzdem starke multi thread Leistung. Mit dem 4-Kanal DDR4-2666MHz Speichercontroller, bietet der W-2145 zudem eine grosse Bandbreite zum Arbeitsspeicher.

 

Samsung M393A1G40EB2-CTD

Samsung M393A1G40EB2-CTD

Der Arbeitsspeicher von Samsung ist von Supermicro für das X11SRA-F zertifiziert. Es sind DDR4 registered ECC Speicherriegel und laufen mit 2666 MHz. Ich baue vier Stück à 8GB ein. Das X11SRA-F bietet pro Speicherkanal zwei DDR4 Slots. Pro Speicherkanal verbaue ich einen Speicherriegel. Somit ist ein Slot pro Speicherkanal besetzt und ich erreiche damit die maximal mögliche Speicherbandbreite zwischen Prozessor und Arbeitsspeicher.

 

Supermicro X11SRA-F mit Intel Xeon W-2145 und 4x Samsung M393A1G40EB2-CTD

Supermicro X11SRA-F mit Intel Xeon W-2145 und 4x Samsung M393A1G40EB2-CTD

Das Mainboard mit eingebautem Intel Xeon W-2145 Prozessor und 32GB DDR4 2666Mhz registered ECC Arbeitsspeicher.

 

Supermicro X11SRA-F mit Intel Xeon W-2145 und 4x Samsung M393A1G40EB2-CTD im Lian-Li PC-7NB

Supermicro X11SRA-F mit Intel Xeon W-2145 und 4x Samsung M393A1G40EB2-CTD im Lian-Li PC-7NB

Im groszügigen Lian-Li Gehäuse lässt sich das Mainboard schnell und mühelos verbauen.

 

Corsair Hydro H100i v2 auf dem Intel Xeon W-2145 im Lian-Li PC7NB

Corsair Hydro H100i v2 auf dem Intel Xeon W-2145 im Lian-Li PC7NB

Ich habe die voraufgetragene Wärmeleitpaste vom Kühlkörper des Hydro H100i v2 entfernt und mit der Thermal Grizzly Kryonaut Wärmeleitpaste ersetzt. Der Kühlkörper lässt sich ohne grosses Gefummele auf das Mainboard schrauben.

 

ASUS BW-16D1HT/G

ASUS BW-16D1HT/G

Gut und günstig, der Blu-Ray writer von ASUS.

 

ASUS BW-16D1HT/G im Lian-Li PC-7NB

ASUS BW-16D1HT/G im Lian-Li PC-7NB

Die 5.25 Zoll Laufwerke lassen sich Werkzeuglos montieren.

In den oberen 5.25 Zoll Schacht können nur sehr kurze Geräte wie z.B. Lüftersteuerungs-Panels o.ä. verbaut werden da die Verkabelung der Anschlüsse von der Oberseite im Weg stehen.

 

Seasonic Prime Titanium 650W

Seasonic Prime Titanium 650W

Netzteile sollten für die optimale Effizienzausbeute im durchschnittlichen Betrieb ca. mit 50% der maximalen Ausgangsleistung belastet werden. Deshalb macht ein stärkeres Netzteil hier keinen sinn. Das Seasonic Prime Titanium 650W ist 80 Plus Titanium zertifiziert und liefert mindestens 94% Effizienz bei 20% Last sowie mindestens 96% Effizienz bei 50% Last.

 

Intel Optane 900P 280GB

Intel Optane 900P 280GB

Genügend Speicherplatz und absolut brachiale, konkurrenzlose Performance mit der Intel Optane 900P 280GB. Für minimale Latenzen sollte die 4x Steckkarte in einen PCIe Anschluss installiert werden, welcher direkt vom Prozessor angesteuert wird. Auf dem Papier liest die Optane 900P mit unglaublichen 2’500MB/s und schreibt mit 2’000MB/s. Was aber die gefühlte Geschwindigkeit am meisten beeinflusst sind geringe Latenzen bei kleinen Queue Depths (QD). Hier ein kurzer Vergleich zur Samsung 970 Pro M.2 SSD:

LatenzSamsung 970 Pro M.2 1TBIntel Optane 900P 280GB
lesen seq. 4MB1.313ms1.680ms
lesen 4K0.066ms0.014ms
lesen 4K QD40.067ms0.017ms
lesen 4K QD160.078ms0.029ms
schreiben seq. 4MB1.586ms2.074ms
schreiben 4K0.021ms0.015ms
schreiben 4K QD40.022ms0.018ms
schreiben 4K QD160.030ms0.030ms

Was man aber schön sehen kann ist, dass die Optane 900P beim schreiben, vor allem aber beim lesen mit geringen Queue Depths viel schneller ist als Samsungs derzeitiges SSD Topmodell.

die eingebaute Intel Optane 900P 280GB

die eingebaute Intel Optane 900P 280GB

 

Radeon Pro WX7100

AMD Radeon Pro WX7100

Die Profi Grafikkarte AMD Radeon Pro WX7100. Sie ist das Pendant zur RX 580 und bietet mit ihren 8GB Grafikspeicher mit 224GB/s Bandbreite genügend Power für mittlere bis grosse Solidworks Baugruppen.

Ich habe mich für eine AMD Radeon Pro entschieden weil Nvidia neu erscheinende Treiber mit z.T. sehr grossen Leistungsvorteilen nur jeweils für die neuesten Software Versionen zertifiziert. Arbeitet man also ungeheuerlicherweise im Jahr 2018 IMMERNOCH mit Solidworks 2016 bleibt man auf einem zwei bis drei Jahre alten Treiber sitzen.

AMD verfolgt eine andere Treiberpolitik. Hier erscheinen regelmässig neue, zertifizierte Treiber mit allen wünschenswerten Performance- und Stabilitätsoptimierungen. Und zwar nicht nur für die neuesten Software Versionen. Mit Tools wie z.B. Radeon ProRender for SOLIDWORKS merkt man auch, dass AMD seine Kunden nicht einfach wie Nvidia im Stich lässt.

AMD Radeon Pro WX7100 auf dem X11SRA-F im Lian-Li PC-7NB

AMD Radeon Pro WX7100 auf dem X11SRA-F im Lian-Li PC-7NB

Zum Schluss die Benchmark Resultate der Workstation.

PassMark PerformanceTest 9.0 Resultate

PassMark PerformanceTest 9.0 Resultate