2011年5月，AMD发布了两款新一代9系列专业绘图卡：AMD FirePro V5900和AMD FirePro V7900， AMD FirePro V5900定位中端应用，AMD FirePro V7900定位中高端应用。对于新品，相关媒体仅就新品采用了多少新技术进行了报道，并没详细的性能测试报道。为让行业用户尽可能详尽的对新品性能有所了解，e-works小组特别组织了对AMD FirePro V5900专业绘图卡的评测。

    本次评测主要包含两大部分：基础评测和应用评测。基础评测包括SPECviewperf11测试、PCMark Vantage测试；应用评测主要测试AMD FirePro V5900在Solidworks2009平台上的应用性能。

一、AMD FirePro V5900专业显卡

    AMD FirePro V5900专业绘图卡是AMD最新一代面向中端三维应用的专业显卡，拥有2GB DDR5显存以及512个流处理器。与前一代FirePro V5800相比，FirePro V5900显存空间由1GB提升到了2GB，流处理器数却由800个减少到512个，但接口并无变化，依然支持2个DisplayPort和1个DVI-I。值得一提的是，AMD FirePro V5900并没有依靠额外的辅助供电，体现了AMD公司一直所秉持的低功耗、高性能的产品设计原则。

 

    图 1  AMD FirePro V5900
 

    表 1  AMD FirePro V5900基础资料
 

    表 2  AMD FirePro V5900技术资料

    此外，考虑到节能的需求，AMD还为FirePro V5900集成了电源管理技术，这种被AMD称为PowerTune的能源管理技术，可直接控制GPU的耗电，针对功耗与效能做到最佳功效平衡，当做渲染或运算时，可通过控制器来监测GPU的运行状态，实时动态调整频率来达到控制功耗的目的。为进一步强化显卡对几何纹理的运算效率，AMD还为FirePro V5900集成了最新的GeometryBoost技术，增强了显卡在单脉冲周期内对原始图形的处理能力，提升了显卡在CAD及DCC软件中复杂图形的处理能力。

二、硬件测试平台

    为了更准确的评估AMD FirePro V5900专业绘图卡的性能表现，e-works评测人员选用了惠普Z600图形工作站作为硬件测试平台。同时，为保证测试效果，e-works评测人员还专门预订了一台专业显示器HP ZR22W。

 

图2  HP Z600+HP ZR22W显示器

图3  HP Z600工作站内景
 

图4  AMD FirePro V5900专业显卡

 

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    HP Z600是惠普公司2009年4月发布新品工作站，同系列产品还包括Z200、Z200SFF、Z210、Z210SFF、Z400、Z800。作为惠普最新一代工作站级产品，HP Z600定位中高端图形应用，适用包括平面设计、CAD/CAE/CAM应用、三维动画、虚拟现实等领域。HP Z600工作站采用了全新的拉丝铝制外壳的艺术外观设计，机箱内部采用了模块化、无线缆设计，能够明显提高工作站运行稳定性和可靠性，以及用户升级、维护的便利性。e-works本次选用的Z600图形工作站采用了两颗主频为2.79GHz的至强X5660六核处理器，12GB ECC容错内存，以及Intel 5520芯片。

图5  HP Z600方框图

    图3是惠普性能调优框架自动生成的HP Z600工作站方框图。观察图3，可以对本次评测用的HP Z600图形工作站的硬件评测情况一览无遗。HP Z600搭配了一颗Intel 5520 芯片，拥有两颗X5660六核至强处理器，拥有六根内存，内存与处理器之间通过QPI总线实现直接互联，Intel 5520芯片也通过QPI总线与处理器直接交换数据。AMD FirePro V5900通过Intel 5520芯片实现与处理器之间的数据交换。QPI是英特尔公司推出的新一代系统总线技术，较之传统的FSB总线速度更快。

 

图6  HP Z600配置图

    图4是惠普工作站性能调优框架生成的HP Z600硬件配置信息，用户只需通过点击每一项后面的三角图标就可以展开硬件配置信息，该功能可详细的显示工作站所有配件的几乎所有参数。

 

图7  HP Performance Advisor

    惠普工作站性能调优框架(HP Performance Advisor)，是一款惠普专门为其工作站产品开发的性能优化软件，该软件功能主要包括三个部分，硬件平台性能优化、应用软件性能优化以及平台性能监控。由于篇幅所限，此处暂不对惠普工作站性能调优框架功能及优势做详细说明，用户可访惠普工作站创智专区了解更多内容。

    http://hp-workstations.e-works.net.cn/

 

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三、基础性能测试

    基础测试部分主要利用SPECviewperf11和PCMark Vantage两款软件对HP Z600+AMD FirePro V5900组合进行测试，评估AMD FirePro V5900在SPECviewperf平台上的OpenGL性能表现，以及HP Z600+AMD FirePro V5900的性能。

    (1)SPECviewperf11测试

 

图8　SPECviewperf11

    SPECviewperf11是SPEC组织旗下的图形性能测定项目组(SPECgpc)于今年正式推出的专业图形工作站综合性能评测软件，较之SPECviewperf10，新版本采用了全新GUI图形测试界面，更新了用于测试的viewsets工作集，增加了几款用于测试新款专业级3D应用的程序片段。此外，SPECviewperf11还包含了8个不同测试环节，每个环节都能模拟一款CAD/CAM软件，在某些测试场景中甚至包含了超过6000万个定点数据，能够充分评估参测系统的整机与显卡的OpenGL性能。

 

    表 3  SPECviewperf版本对比

    表1列出了SPECviewperf11相对SPECviewperf10的版本变化，除catia、ensight、maya、proe、sw、tcvis都选用了最新的应用程序片段之外，SPECviewperf11去掉了对3dsmax的测试，增加了lightware，ugnx也被换成了snx，该程序片段选自于西门子NX 7，包括13个场景测试，模型顶点数从11万到62万个不等，能非常准确的测试出显卡以及整机对NX应用平台的支持能力。

    表2为HP Z600工作站上AMD FirePro V5900显卡的测试成绩。

 

    表 4  SPECviewperf11测试成绩

    从测试结果观察，除Proe外，AMD FirePro V5900在其它所有场景中的测试成绩都比较理想。Catia平均成绩在15~18FPS 之间，Catia测试场景选用了一个汽车模型和一个汽艇模型，测试该模型在线框、渲染环境下的应用性能。从2倍抗锯齿到8倍抗锯齿，AMD FirePro V5900并无太大的性能损耗。Ensight测试成绩也比较理想，在4倍抗锯齿环境下依然保持了24FPS以上的成绩。一般可将24FPS作为判断模型旋转、移动等操作过程中是否能保持流畅的标准，但对三维设计而言，流畅的判断标准可略低于24FPS。Lightware、Maya、Sw三项测试成绩大部分都处于40~50FPS 之间，从而可以判定AMD FirePro V5900完全满足在Lightware、Maya以及Solidworks平台的性能要求。对于Snx子项目，SPECviewperf11更新了之前版本中的测试模型，新模型选自于西门子NX 7，主要包括线框模式下的汽车模型以及发动机模型，模型顶点数从11万到62万个不等，属中大规模模型。从本次测试成绩看，在4倍以下抗锯齿环境中，AMD FirePro V5900在Snx测试中表现良好，随着抗锯齿级别的提升，性能损耗有所下降。

    通过本次测试，e-works评测小组认为，AMD FirePro V5900能很好的满足中大型三维模型在Catia、Ensight、Lightware 、Maya、Solidworks、Tcvis、NX等软件平台上的应用需求。

    (2)PCMark Vantange测试

图9　PCMark Vantange

    PCMark Vantage是一款整机性能评估软件，从多媒体家庭娱乐系统到笔记本，从专业工作站到高端游戏平台，PCMark Vantage都能准确的对硬件平台机进行一次性能大体检，其主要评测指标包括对处理器、显卡和硬盘的性能测试。

 

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    表 5  PCMark Vantange评测成绩

    PCMark Vantage测试主要包括七个单项:Memories(记忆测试)、 TV and Movies(视频测试)、Gaming(游戏测试)、Music(音乐性能)、Communications(通信性能)、Productivity(应用性能)、HDD(硬盘性能)。

    Memories(记忆测试):该项测试了处理器图像处理(8.6MB/s和296FPS)、Windows照片库导入(37.1MB/s)、Windows Movie Maker视频编辑(22.3MB/s)，DV转WMV9(12.2MB/s)、VC-1转WMV9(5.9MB/s)。Windows照片导入和Windows Movie Maker视频编辑主要测试的是硬盘性能。

    TV and Movies(视频测试):该项主要测试了视频转换和视频播放性能。VC-1转VC-1为2MB/s、VC-1高清DVD视频播放(29.7FPS)、MPEG-2高清数字电视播放(58.3FPS)、Windows Media Center(41.8MB/s)、VC-1转WMV9(5.9MB/s)、MPEG-2蓝光播放(23.5MB/s)。

    Gaming(游戏测试):该项主要测试图形性能。GPU图形处理性能(43.5FPS)、CPU图形处理性能(25823 Operation/s)、硬盘读写速度(9.9MB/s)、数据解压速度(1194MB/s)。

    Communications(通信性能):该项主要测试整机通信性能。数据压缩(9.5MB/s)、CNG AES CBS加密(18.5MB/s)、CNG AES CBS解密(716MB/s)、网页渲染(6.9Page/s)、WMA转WMA(4.5MB/s)、邮件查询(15.5Operation/s)。

    Productivity(应用性能):该项主要测试应用软件性能。文字编辑(31685 contacts/s)、应用载入(3.7MB/s)、联系人查找(33585 contacts/s)、邮件复制(22.8 operations/s)、网页渲染(6.9 pages/s)。

    HDD(硬盘性能):该项主要测试硬盘性能。系统防护(17.8MB/s)、游戏性能(10.1MB/s)、Windows照片库读取(42.9MB/s)、系统启动(15.6MB/s)、视频编辑(20.9MB/s)、音乐加载(5.5MB/s)、应用加载(3.8MB/s)。

    TV and Movies和Gaming两项主要测试整机的图形性能，从测试结果可以判断无论是高清数字电视或是蓝光播放，HP Z600+AMD FirePro V5900搭配都能很好的支持。Communications和Productivity的测试结果表明在平台各部件之间的数据信息交换并不存在明显的性能瓶颈。Memories主要测试的内存和处理器之间的数据交换情况以及硬盘的数据读取速度，测试数据表明硬盘读取速度影响了影响了整机性能发挥，可考虑搭配固态硬盘来提升硬盘数据读取速度，从而进一步改善整机性能。

    从PCMark Vantage得分以及详细的项目成绩分析，HP Z600+AMD FirePro V5900组合无论是在图形性能还是在软件应用性能上，都有着非常理想的效果。

四、应用性能评测

    应用性能评测主要测试HP Z600+AMD FirePro V5900平台在Solidworks软件上的应用性能。测试步骤包括模型载入、工程图生成、爆炸图生成、干涉检查，通过评估不同操作所需要的时间以及应用情况来分析HP Z600+AMD FirePro V5900组合的平台性能。本次测试选用的系统版本为64位Windows 7 旗舰版，Solidworks版本为64位Solidworks 2009 SP0.0。

 

    图 10  Solidworks 2009

    在CAD领域，工程师在设计过程中主要会面临大模型处理、复杂结构设计、先进设计方法的应用等几方面的问题，这些都对专业图形显卡的性能提出了一定的要求。由于不同的设计软件对硬件平台的要求不尽相同，如果专业图形显卡性能不足，会导致图形处理缓慢，严重影响工作效率，如果专业图形显卡性能过高，则会造成投资的浪费。因此根据实际设计环境选择适当的专业图形显卡和硬件平台是有必要的。e-works的这次测试是针对一个大型的装配体模型，零件数约6320个，含少量轻量化的文件格式，总体模型十分复杂，消费级显卡基本无法胜任设计工作。

    (1)模型载入

    模型载入是考验工作站性能的第一步。很多情况下，由于模型太大而导致模型无法载入或载入时间太长，使得工程师的设计工作根本无法进行。模型载入主要考验内存和处理器的性能。本次操作，模型载入时间共耗费27秒，内存占用2.5G，e-works评测人员对载入速度比较满意。

 

    图 11 模型载入

    模型载入后，测试人员对模型进行了缩放操作，整个操作过程非常流畅，没有丝毫的停滞感。此次操作，处理器的占用率保持在1%~3%之间，足见硬件平台性能强劲。

 

    图 12 模型缩放

 

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    (2)工程图生成

    生成工程图是目前设计工程师在三维建模完成后最终出图纸的经常用到的功能，创建工程图也是每个三维软件必备的功能，由于创建过程中需要计算大量数据，所以工程视图的生成速度也是反映图形工作站性能的一个指标。

    在设计工作中，往往需要对模型进行反复修改，工程图也需要反复生成和更新，如果硬件性能不太理想，模型又比较大，反复生成工程图就会是一个很耗时的过程。本次操作，生成工程图共计耗时2秒，几乎是瞬间完成。同时，e-works评测人员还对工程图进行了缩放操作，缩放过程流畅。

 

    图 13 工程图生成

 

    图 14 工程图放大

    (3)线框模式

    在三维设计中，线框模式环境对工作站性能要求很高，特别对于显卡的专业性要求尤其如此。在很多情况下，由于显卡以及整机性能不足，会导致在线框模式下的缩放操作异常缓慢甚至卡机。在HP 600+AMD FirePro V5900平台上，生成线框模式几乎在瞬间完成，而且拖动、缩放、编辑操作反应都比较迅速。值得强调的是，在线框模式下，模型线条边缘非常光滑，尽管线条重叠交织严重，但并未出现线条交织过稠而导致显示不清的情况，这得归功于 AMD FirePro V5900专业显卡强大的抗锯齿功能。

 

    图 15 线框模式

    线条抗锯齿是专业显卡区别消费级显卡最为关键的功能之一。在三维设计过程中，由于显示器特性限制，线条在显示过程中很容易产生锯齿状边缘。这是因为显示器显示的图象是由像素组成，每一个像素都是一个很小的正边形，线条也是由一个个的小四边形像素组成，一旦线条不呈直线，比如圆形，线条边缘就很容易产生锯齿边缘，一旦线条交织重叠就会出现模型显示不清的情况。因此，线条抗锯齿对三维设计是非常重要且必须的功能。

    为实现显卡的抗锯齿功能，AMD对其专业显卡的架构做了优化，并通过一种超级采样抗锯齿的技术来保证线条的平滑显示。这种技术先将图像映射到缓存，再用超级采样把图像放大，选取2个或4个邻近像素，将这些像素混合起来生成最终像素，令每个像素拥有邻近像素特征，最后将像素还原到原来大小，保存到帧缓存并输出。图15和图16就是FirePro V5900在线框模式下的模型显示效果，边缘丝毫看不到锯齿痕迹。

 

    图 16 消除隐藏线模式

 

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    (4)爆炸图生成

    爆炸图是产品结构的一种展示方式，通过对模型的拆散能更好的观察其各个层级的结够，使客户能够清晰直观的了解该产品。本次操作，爆炸图生成过程瞬间完成，e-works通过手动调节流畅的完成了模型各部件沿坐标移动，整个操作过程顺利，无停滞、延时等情况发生。

 

    图 17 爆炸图生成

    (5)编辑修改

    修改编辑是设计过程中使用最频繁的操作，任何修改编辑的不顺畅都会大幅降低工程师的设计效率。e-works测试人员通过在草图模式下对模型的零部件及细节进行了修改操作，整个编辑过程比较顺畅。由于模型中有零件进行了修改，整体模型需要重新进行构建，重构过程大致耗费了3秒，考虑到模型大小及复杂度，这个速度已经相当不错。

 

    图 18 编辑零部件
 

    图 19 修改编辑

    (6)局部放大

    局部放大可以让设计人员更为清晰的看清三维模型体的设计细节，对模型细节进行编辑修改时，局部放大是必须的。e-works评测人员分别截取了渲染模式和线框模式下三维模型的局部放大效果。从截图效果看，渲染模式下局部放大后色彩鲜明、无失真，线框模式下线条光滑，线条边缘无明显锯齿。

 

    图 20 局部放大

 

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    图21是线框模式下模型放大效果。尽管线条之间交织重叠，但依然能看清楚模型的架构，圆形线条边缘并无明显的锯齿痕迹。

    图 21 线框模式下局部放大

    (7)干涉检查

    干涉检查是模型设计完成后的一个重要步骤。很多时候，由于某些未能考虑到得因素会导致零件之间的信息无法匹配，在模型装配过程中会出现干涉问题。比如两个相对应的螺栓和螺母进行装配，如果尺寸设计有问题就会产生干涉，以致无法进行下一步的操作，如果疏忽的话，导入实际生产其后果无法想象。

    干涉检查就像实际生活中的质检员，保证零部件之间的信息能完全匹配。因此，干涉检查也是装配过程中经常用到的功能。快速的干涉检查能提升大大提升工程师的设计效率，从而为企业研发节省宝贵的研发时间。本次干涉检查总共耗时12秒，对于一个拥有6000多个零件的模型而言，这样的速度已是相当迅速。

 

    图 22 干涉检查

五、评测小结

    通过基础和应用两个方面的测试，HP Z600+AMD FirePro V5900组合用实力证明了它们的确是一款高性价比的梦幻组合。AMD最新推出的新一代FirePro V5900专业显卡能在应用测试中取得良好表现，也得益于HP Z600工作站强大计算能力作支撑。在基础测试环节，e-works评测人员在分析评测数据后认为：HP Z600+AMD FirePro V5900并不存在明显的应用性能瓶颈。在应用测试环节，e-works测试人员选择有6000多个零件且部分被轻量化的矿石机模型进行Solidworks 2009平台上的性能测试，取得良好的应用效果。从所选用的模型大小以及评测效果分析，e-works评测小组认为：只要有诸如HP Z600这样性能强劲的工作站做支撑，AMD FirePro V5900显卡完全可以胜任更复杂的三维设计工作。

    对于有多屏显示需求的用户，如金融、电视等行业用户可以考虑选用该显卡，FirePro V5900最多可同时支持3屏的显示输出，其最大功耗不超过75W，这些得益于AMD Eyefinity多屏显示技术。目前，AMD FirePro V5900市面报价在4000元左右，相对其它厂商专业级显示产品动辄过万的市场报价，只能说AMD延续了其一贯以来打造高性价比专业级显示产品的作风。