一、测试背景

    AMD  FirePro V7900作为AMD公司于2011年5月份推出的一款专业图形显卡，算的上是FirePro系列中的一颗新星。它主要为从事专业图形工作者打造，定位于高端图形处理领域。对于AMD  FirePro中的最新产品，e-works测评小组也是在第一时间对这款显卡做了全方位的测试，以求让读者能够对V7900这款显卡有更深入的了解，并在选择专业图形显卡上，有着更多的参考。

    本次测试主要分为二大部分：基础评测和应用评测。基础评测包括SPECviewperf11测试；应用评测主要测试AMD FirePro V7900在NX 7.5中的应用性能。

二、产品介绍

    1.AMD FirePro V7900

   

    图 1 AMD FirePro V7900全貌

    AMD  FirePro  V7900采用了北方群岛架构，除了继承此架构的Eyefinity多屏输出、HD3D立体输出、OpenCL 1.1并行计算、PowerTune智能功耗控制等技术外，V7900还特别针对专业应用引入了“GeometryBoost”(几何加速)技术，可以在每时钟周期内处理两个原语(Primitive)，从而大大提升显卡的几何处理能力，更流畅地运行CAD、DCC等复杂建模应用。V7900引入了帧锁相/同步锁相技术，以确保与外部源或不同系统中的多个 GPU 准确一致地保持视频同步，在此基础上，其对5.0版的着色器模型的支持能大幅减小图形处理对CPU的负担，即可帮助创建高度复杂的几何图形和场景，加速图形处理的时间。

    V7900的显存空间由传统的1G升级到了2G，同时采用1280个流处理单元，总带宽为160GB/s；采用PCI-E 2.1 X16接口，支持WINDOW各系列版本和LINUX操作系统。

   

    图 2 AMD FirePro V7900输出接口

    不同于其他的大多数的FirePro产品，V7900只采用了DP接口的设计，没有使用DVI接口，4个DP接口也能和AMD的宽域Eyefinity多屏输出完美结合，同时在4台显示器上给用户提供完美视频呈现，满足各类设计需求，同时在PowerTune技术的支持下也能更好的控制能耗，保持性能和功耗的完美平衡。不过考虑到不同的使用情况，还是随卡附赠了4根DP转DVI接头，让使用更加灵活，可以看出AMD公司在细节上的出色表现。

   

    图 3 AMD FirePro V7900供电模块

    V7900在供电方面也做的比较出色，在高端专业显卡领域，使用12PIN口供电是常有的事情，但是V7900仅使用单6PIN供电即可满足性能需求，同时保持了一贯的CrossFire设计，可以根据需要，搭建多显卡平台。

    下表是V7900的整体规格：

    表 1  AMD FirePro V7900规格

   

 

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    2.测试平台

    为了能充分发挥V7900的图形处理性能，我们特意采用了HP公司的图形工作站产品Z600来作为V7900的搭载平台，

   

    图 4 HP Z600图形工作站

    本次使用的HP Z600图形工作站的配置如下：

    表 2  HPZ600硬件配置

   

    图 5 HP Z600硬件结构

    HP Z600图形工作站是一款中高端工作站产品，整机采用了模块化设计，优秀的内存/CPU/显卡散热模组能在高性能运算中发挥极其效能的散热优势，强大的风道系统也完全是为了图形设计而生；CPU采用二颗XEON X5660配合Intel 5520主板芯片，为各类应用提供强大的性能支持；同时搭配了24G ECC内存，在保证稳定性能的前提下，提供快速的I/O能力。

   

    图 6  HP ZR22w显示器

    特别值得一提的是此款图形工作站搭配的HP ZR22w显示器，此显示器采用了HP最新的DreamColor屏技术，有着宽广的视角、高对比度及64倍的色彩数量，能够保证设计对象的颜色一致性。该显示器显示技术支持24位色深和数十亿有效颜色，从而确保屏幕颜色的一致性和准确性。并且，该显示器拥有三色LED背光技术，可以带来前所未有的色彩保真度。DreamColor专业显示器还支持NTSC色域（CIE 1972），帮助各位在使用图形工作站时轻松的对颜色进行微调。

三、基础性能测试

    为了直观的反映AMD FirePro V7900的图形处理能力，我们测试小组引入了SPECviewperf11来对V7900进行基础图形性能测试。

   

    图 7 SPECviewperf 11

    SPECviewperf11是SPEC组织旗下的图形性能测定项目组(SPECgpc)于2010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3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。

 

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    本次测试在1920×1200分辨率模式下运行，下表为使用SPECviewperf11测试所得的具体结果：

    表 4  AMD FirePro V7900 SPECviewperf11测试成绩

   

    较之SPECviewperf10而言，SPECviewperf11有着更为复杂的GUI，工作集以及3D应用程序片段，所以想得高分是不容易的。从测试成绩中完美不难看到，除proe外，其他的测试都比较理想，ensight测试主要测试显卡在图形旋转拖拽方面的显示能力，如果能达到24FPS的成绩，就说明能够完美呈现这些活动而不出现卡帧，跳色的等现象，从V7900的平均32分的成绩说明了其足以应付这些应用；在lightwave,maya,sw的测试中，分数也均到达35分以上，可以判定AMD FirePro V7900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，在不同抗锯齿环境中，AMD  FirePro  V7900表现良好，且随着抗锯齿的提升，性能没有明显下降！

    为了更好的说明此款显卡的性能，我们将之前在同样的平台环境下测试的一款图形显卡产品Nvidia Quadro 4000的结果拿来进行对比。在测试中，Nvidia系列显卡可以支持到32x AA，而AMD系列只能达到8xAA，因此对比结果上只提供了8xAA的情况：

    表 5  Nvidia Quadro4000 SPECviewperf11测试成绩

   

    不难发现除了proe和sw两项有所不足以外，其他各类测试数值均超过了Nvidia Quadro 4000，在lightwave和maya测试中，数值均高出不少。同时在8xAA的情况下，Nvidia Quadro 4000的成绩有明显的下滑现象，而V7900却不明显。显然V7900在架构与图形计算方面有着很强大的性能优势与稳定性。

四、应用性能测试

    1.NX 7.5软件介绍

    NX是SIEMENS PLM Software 开发的著名的3D工业设计软件。自1990年进入中国以来，已经广泛的应用于汽车、航空、军事、模具等领域并有非常突出的表现：哈飞、奇瑞、海尔等国内行业领先的企业，都是NX长期的用户，由于其强大的功能表现，目前已经成为世界上最为流行的CAD/CAM/CAE软件之一。NX拥有一套应用广泛的集成应用套件，涵盖建模、装配、模拟、制造的全过程，为用户提供了涵盖完整的工业设计、高级的表面处理在内的一套完整的CAD解决方案。

    本次测试所使用的NX 7.5是NX系列的最新版本，值得注意的是，在双核以上CPU的情况下，需要手动打开SMP（Symmetric Multi-Processing）模式，该功能在默认安装的情况下是禁止的。打开之后将在布尔运算、轮廓线计算、质量计算等方面有效率提高 。本次测试中已打开此选项。

   

    图 8 Siemens PLM Software NX7.5

    2.测试模型介绍

    为了能够准确的体现出此款移动工作站在实际设计工作中的表现，e-works特别准备了一个实际的工程车主体模型进行本次测试。该模型大小为1.08G，包含3162个零件，结构复杂，同时具备了几乎所有机械行业能够使用到的图形要素，如透明（玻璃）、管线（油路）、壳体（变速箱）等。对它的测试足以体现一般的机械行业的复杂应用。

   

    图 9 测试模型整体图

   

    图 10 线框模式下的测试模型

 

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    需要特别说明的是，在3D CAD设计领域，零件数是说明设计对象规模的一个指标，但它并不能反映出设计对象的复杂程度，因此零件数高并不意味着设计对象对工作站的性能要求就高，设计对象对于工作站性能的要求取决于零件数、模型复杂度、特征数等多方面因素。

    例如图11中的座椅，它是本次测试模型中的一个零件，由许多个面拼接而成，在NX 7.5中显示的零件数为1。这样一个零件对于工作站性能的要求显然会比一块钢板高。再如图12  中的零件，曲面很多，这样的模型拥有很多特征，处理起来也需要更多的计算资源。

   

    图 11 座椅零件

   

    图 12 该模型仅仅由2个零件组成

    从上述例子中可以看出，单纯的零件数并不能作为设计对象对工作站性能需求的衡量指标，还要综合考虑设计对象的复杂度、特征数。另外，设计软件的不同，对工作站性能要求也有很大差别。NX系列是业界公认的高端3D CAD软件，在架构设计上已经将后期的CAM、仿真、协同需要的要素包含在数据结构中。利用NX完成的模型看起来绝对零件数量不多，但实际上包含了非常多的信息，对工作站性能要求也更高。综合上述原因，e-works提醒读者：不同设计环境下的模型零件数并不能做直接对比，本次测试所在NX 7.5环境下进行，使用的模型来自于真实的NX设计模型，能够代表且仅代表NX设计环境下的情况。

    为了能够清楚的了解AMD V7900在不同级别模型上的性能表现，e-works测评小组这次测评选取了4个模型来进行测试。针对应用需求，涉及到小型模型，中型模型，大型模型，超大型模型，我们选取了如下图所示的模型来作为测评基准：

    表 6 NX7.5参评模型参数表

   

    小型规模模型：一个整车的零件，由555个零件数组成，结构有一定的复杂度。零件复杂度适中，在曲面、尺寸等方面有一定简化。对它的测试可以体现在机械行业的基础应用的情况。

   

    图 13  NX7.5小规模评测模型

    中等规模模型：底盘模型，由1131个零件组成，结构相当复杂。作为车体底盘的一部分，其应用特点是，一般性的曲面（变速箱）、管线（油路）和数量众多的细小零部件（标准件），可以很好的体现出机械行业的中端应用。

   

    图 14 NX7.5中等规模评测模型

    大规模模型：一辆整车的模型，由2181个零件组成，结构非常复杂。其特点是，零部件数量多，结构复杂，同时具备了几乎所有机械行业能够使用到的图形要素，如透明（玻璃）、管线（油路）、壳体（变速箱）等。对它的测试可以体现一般的机械行业的高端应用。

   

    图 15  NX7.5 大规模评测模型

    超大规模模型：一辆整车的模型，由3162个零件组成，结构非常复杂。其特点是，零部件数量多，结构复杂，同时具备了几乎所有机械行业能够使用到的图形要素，如透明（玻璃）、管线（油路）、壳体（变速箱）等。对它的测试可以体现一般的机械行业的复杂应用。

 

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    图 16 NX7.5超大规模评测模型

    在介绍完了使用的模组以后，下面介绍一下我们测试的方法：考虑到平日工作里能涉及的操作，我们经过多方企业调查以后选取了载入，渲染，装配，以及工程图生成4个测试步骤来记录运行成绩，在每个步骤的开始记录起始时间同时监视内存和CPU使用情况，在步骤完成时记录结束时间及占用的资源，这样能更加真实的模拟工作环境下V7900的性能体现，让大家能在第一时间对V7900在图形仿真设计方面有一个全面的了解。

    3.测试成绩与分析

    下面我们给出了4个模型在4项测试中的成绩比对：

    1)载入测试

    载入是设计工作的第一步，对工作站性能要求很高。载入测试可以综合性的测试AMD V7900以及Z600图形工作站的性能，因为在NX系列中，载入过程要经历数据载入及模型显示两个阶段，数据载入的阶段主要是考验工作站的I/O性能，而模型显示阶段则考验GPU的运算能力。越复杂的模型，在显示阶段需要计算的内容就越多，载入所需时间就越长。对于工程师而言，过长的载入时间是难以忍受的，非常影响工作效率。因此，模型载入的速度非常重要。

    下面是4个模型的载入时间图

   

    图 17 小规模模型载入时长图

   

    图 18 中等规模模型载入时长图

   

    图 19 大规模模型载入时长图

   

    图 20 超大规模模型载入时长图

 

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    表 7  AMD FirePro V7900载入测试结果

   

    图 21载入成绩图

    从上面图表不难看出，在小规模模型上载入速度很快，内存占用率低，表现性能不赖；就算在超大型超大规模模型的载入中，最多占用内存为2.7GB，加上系统其它资源对内存的占用，24GB内存足以应付绝大多数的实际图形工作需要；在GPU运算显示上，可以看到，4类模型的载入时间都不长，超大规模模型的加载也只耗时3分钟，可见GPU在处理复杂模型的运算上的确能力非凡。

    2)渲染测试

    渲染在产品设计中也有非常重要的作用，它能够使工程师及客户能够更好的来了解产品的外观形态，在产品推广过程中提供好的效果图。但渲染对显卡性能有较高要求，复杂模型的渲染通常需要较长的时间，如果显卡以及工作站不稳定则很容易出现渲染失败的情况。这次测试主要是使用NX7.5对原始模型进行直接的渲染，以检测V7900的性能和稳定性。

    4组模型在渲染方面的成绩如下：

   

    图 22 小规模模型渲染时长图

   

    图 23 中等规模模型渲染时长图

   

    图 24 大规模模型渲染时长图

   

    表 8  AMD FirePro V7900渲染测试结果

   

    图 26 渲染成绩图

    总体上V7900对4个模型的渲染成绩都比较理想，从数据中可以看出本环节对内存和I/O要求并不是很高，CPU占用也很少，V7900承载了绝大多数的渲染任务，由于超大规模模型的复杂度较高，曲面和细节的增多使得花费的时间更多，但也只花费了2分钟不到。

 

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    3)装配

    装配过程在实际的生产实践中是最常遇到的一种应用方式，在三维CAD的环境下，将零件或组件按规定的技术要求组装起来，形成一个完整的产品或机构装置，同时完成对产品各方面的检测，如干涉检查等，在装配过程中，零组件的载入以及装配约束条件的设定也是考验工作站性能的重要过程，尤其是针对复杂模型的装配，如果工作站性能达不到要求，则会极大影响工程师的装配效率，同时对装配的准确性也会产生一定影响。

    装配我们选取的是一个504零件数的局部模型来进行测试，分别组装到4个模型里，监测系统耗时和内存占用情况

    下面我们来看一下在4个模型中，V7900以及Z600的表现：

   

    图 27 小规模模型装配时长图

   

    图 28 中等规模模型装配时长图

   

    图 29 大规模模型装配时长图

   

    图 30 超大规模模型装配时长图

   

    表 9  AMD FirePro V7900装配测试结果

 

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图 31 装配成绩图

    装配测试不难发现一个现象，就是随着零件数的增大，装配内存占用反而呈下降趋势，这和NX7.5本身的机制和选择的装配零件模型有着很大的关系。就拿小规模模型和超大规模模型来说，在小规模模型中，并没有504装配模型里的相同零件；反观超大规模模型，504模型其实就是这个超大模型中的一个局部模型，从这点可以发现随着零件数的增多，模型里存在相同零件的数量也就越多，那么加载504模型中没有的零件就更少，占用内存自然就更少了。从小规模模型装配内存占用可以看出，大致占用700MB。这对大内存的HP Z600工作站来说完全不成问题。耗时方面，最多1分半的时间对于大多数工程师来说也是可以忍受的。在装配成功以后，我们进行了大量的组合模型的拖拽实验，主要检测在组装环境下，V7900能否承担大量图形细分变化对GPU计算的要求，过程中没有出现颜色丢失、出现色块、显示缓慢不连续等现象，这体现了V7900良好的稳定性能和处理能力。

    4)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工作站性能的一个指标。

    我们在测试过程中，同时记录俯视工程图和侧面工程图的测试数据，选取最大值来反映机器性能，下面是4个模型的数据：

   

    图 33 小规模模型工程图时长

   

    图 34 中等规模模型工程图时长

   

    图 35 大规模模型工程图时长

   

    图 36 超大规模模型工程图时长

 

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    表 10  AMD FirePro V7900生成工程图测试结果

   

    图 37 生成工程图成绩图

    生成工程图是4个测试环节中最耗时的环节了。从中等规模模型开始，耗时就增长到7分钟以上，根据对NX7.5的分析，生成工程度主要耗时在对原有模型的分析上，对内存，CPU和GPU的要求都不高，不过基本上超过大型模型，其耗时就差不多保持在一定的幅度以内，不会出现小规模模型到中等规模模型这样大的幅度。

    在4项测试中，我们都仔细的观察了生成图像的质量，包括边缘抗锯齿细节、染色真实度、光晕效果等一些能体现显卡具体呈现效果的参数，在HP DreamColor屏的支持下，V7900都表现出了优秀的体验效果。

五、总结

    通过测试成绩我们不难看出，AMD  FirePro  V7900这款显卡不愧是AMD公司面向高端市场的代表作。基础测试中，SPECviewperf11的优秀得分以及在抗AA环境下成绩的稳定性，足以证明V7900性能的强劲；同样在应用测试里，载入、渲染、装配以及生成平面模型等模拟操作也从不同的角度考量了V7900，从耗时和细节表现力上，特别是在超大模型的处理上，不论是纹理质量和对稳定性的拖拽测试，V7900都体现了其作为一款专业显卡的实力，足以证明V7900在日常工作中，能为图形工程师们提供强有力的支撑，能够适应非常复杂的3D设计工作。我们也期待着AMD  FirePro  V7900在日常图形应用中的精彩表现。