Dopasować do potrzeb – komputer dla inżyniera

Maszyna przeznaczona dla projektanta musi cechować się bardzo dużą wydajnością. Standardem dla tej klasy urządzeń jest wyposażanie ich w profesjonalne karty graficzne przeznaczone do współpracy z programami CAD/CAM. Są to karty Nvidii z rodziny Quadro lub AMD FirePro.  Karty tego typu charakteryzują się zwiększoną wydajnością w aplikacjach inżynierskich oraz sterownikami dostosowanymi do wykonywania specyficznych dla tego środowiska operacji – inne są wymagania programów CAD, a inne w grach. Ponadto profesjonalne karty graficzne przechodzą proces certyfikacji w laboratoriach producenta oprogramowania CAD/CAM.  Karty profesjonalne stosowne są również w generowaniu grafiki 3D w filmach i studiach graficznych – wspomagają pracę oprogramowania typu DCC (Digital Content Creation), takiego jak MAYA 3D, czy 3ds max. Karty te  współpracują także z oprogramowanie GIS (Geographic Information System), a także wspierają wizualizacje naukowe.

Dostępne na rynku profesjonalne karty graficzne bazują zawsze na którejś ze standardowych generacji układów graficznych przeznaczonych dla graczy, ale są, jak już wspomniałem, zoptymalizowane do operacji typowych dla zastosowań profesjonalnych, które nie są istotne z punktu widzenia gier. Segment profesjonalnych kart graficznych, podobnie jak ma to miejsce w wypadku domowych akceleratorów 3D, podzielony jest na tzw. karty entry-level o najniższej wydajności, średni segment, oraz urządzenia najdroższe i jednocześnie najbardziej wydajne.

W wypadku kart Nvidia Quadro bazujących na architekturze Kepler są to odpowiednio karty Quadro K600 (entry-level), Quadro K2000 i K4000 (medium range) oraz Quadro K5000 i K6000 (performance). AMD oferuje odpowiednio karty z najnowszą architekturą GCN (Graphics Core Next) w segmentach performance (FirePro W9000), medium range (FirePro W8000, W7000) i najniższym (W5000). Starszą generację układów AMD z architekturą VLIW5 znajdziemy zaś jeszcze w dalszym ciągu w średnim (FirePro V7900, V5900, V5800) i najniższym segmencie (FirePro V4900 i V3900) produkowanych przez tę firmę kart.

Karty z poszczególnych segmentów różnią się wydajnością (w tym liczbą zastosowanych graficznych procesorów strumieniowych), dostępną pamięcią (np. Quadro K6000 ma 12 GB pamięci graficznej, FirePro W9000 6 GB, a Quadro K4000 3GB, zaś FirePro W5000 2 GB), taktowaniem zegara, szerokością magistrali pamięci itp. szczegółami technicznymi. Generalnie, karty z segmentu najniższego, to karty wykorzystywane w niezbyt wymagających projektach lub w maszynach gdzie trzeba czasami uruchomić aplikację CAD. Do większości zastosowań inżynierskich wystarczają karty ze średniego segmentu rynku, zaś najszybsze stosuje się wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z dużymi złożeniami.

Karty profesjonalne pozwalają też na pracę wielomonitorową i, podobnie jak ma to miejsce w wypadku zwykłych kart graficznych, mogą też pracować w konfiguracjach z wieloma kartami graficznymi zamontowanymi w stacji roboczej (AMD CrosFire, Nvidia SLI). W pracy wielomonitorowej na jednnej karcie, dzięki technologii Eyefinity przewagę ma ją produkty firmy AMD – pozwalają na jednoczesną  pracę na sześciu monitorach. Karty Nvidii są w stanie pracować jednocześnie z czterema wyświetlaczami. Standardową rozdzielczością dla pojedynczego monitora dla współczesnych profesjonalnych kart jest rozdzielczość 4096×2160 pikseli.

Jeśli chodzi o procesor do graficznej stacji roboczej, to im jest on szybszy tym lepiej. W komputerze dla inżyniera powinien się znaleźć któryś z modeli procesorów firmy Intel Core i7 lub AMD FX-8000. Jeżeli nie ma potrzeby korzystania z aż tak szybkiej stacji roboczej, wówczas można zakupić komputer z procesorem z serii Intel Core i5 lub AMD FX-6000. Wymagana pamięć do komputera dla inżyniera to minimum 8 GB. Przy standardowej pamięci 4 GB mogą pojawić się niekiedy problemy z szybkością pracy z niektórymi dużymi złożeniami.  Dysk twardy powinien być również duży (2-4 TB) i w miarę szybki, koniecznie z interfejsem SATA III. Dobrze spisują się w tej roli modele firmy WD z serii Black lub Seagate Constellation.

W stacji roboczej dla inżyniera elektroniczny dysk SSD raczej nie ma sensu – jest zbyt drogi w stosunku do oferowanej pojemności i nie ma aż takiego wpływu na szybkość pracy oprogramowania CAD. Może być on zastosowany jedynie, podobnie jak w komputerach domowych, jako dysk z zainstalowanym systemem operacyjnym w celu ogólnej poprawy wydajności systemu. Dyski zamontowane w inżynierskiej stacji roboczej warto połączyć w macierz RAID zwiększając bezpieczeństwo danych.   

Dopełnieniem komputera dla inżyniera projektanta powinien być profesjonalny, duży monitor co najmniej 24-calowy monitor przeznaczony do prac z systemami CAD i rozdzielczości rzędu 2560×1600 pikseli. Tego typu monitory wyposażone są zwykle w matryce typu IPS lub S-IPS o dużych kątach widzenia rzędu 178 stopni w poziomie i w pionie oraz matrycy o proporcjach 16:10 lub 16:9. Przykładem takiego monitora może być 30-calowy monitor U3014 Premier Color firmy Dell lub 27-calowy BenQ BL2710PT.

Monitory profesjonalne oprócz dużych rozdzielczości i przekątnych ekranu charakteryzują się również równomiernym świeceniem i dobrym odwzorowaniem kolorów (przestrzeń barwna pokrywająca przynajmniej 100% przestrzeni sRGB). Kontrast i jasność nie są zaś aż tak istotnymi parametrami – zazwyczaj kontrast to ok. 1000:1 zaś jasność to 350-450 cd/m2. Oddzielną kwestię stanowią zaś inżynierskie manipulatory i klawiatury ułatwiające obsługę programów CAD. O tym piszemy szerzej na kolejnych stronach Biznes Benchmark Magazyn.

Jeśli chodzi o komputer dla inżyniera nie będącego projektantem, który sporadycznie korzysta z programów inżynierskich CAD, to w zupełności wystarczy zwykły biurowy komputer z nieco lepszym procesorem (klasy Intel Core i5 lub AMD FX-6000) oraz profesjonalną kartą graficzną klasy entry-level. W większości wypadków zadowolić można się też pamięcią RAM o wielkości 4 GB, 1-2 TB dyskiem twardym oraz zwykłym monitor o rozdzielczości Full HD. 

Jeśli chodzi o notebooki dla inżyniera to trzeba pamiętać, że wydajność maszyn mobilnych jest zawsze niższa niż zakupionych w tej samej cenie komputerów stacjonarnych. Na korzyść tych ostatnich przemawia dodatkowo łatwość rozbudowy konfiguracji, co nie jest możliwe w wypadku notebooka. Laptopy mają też mniejszy, dysponujący zwykle niższą rozdzielczością ekran. Przewagą notebooka jest za to mobilność, która może mieć w wielu wypadkach kluczowe znaczenie dla inżyniera, w tym inżyniera projektanta.

W wypadku notebooka dla inżyniera, istotne jest również to, aby wyposażyć go w profesjonalny moduł graficzny (tego typu maszyny często nazywane są po angielsku mobile workstation). Dobierając model do potrzeb warto kupić urządzenie z mobilnym układem Nvidia Quadro z serii M lub AMD FirePro również z serii M. Należy jednak pamiętać, że najsilniejsze kości mobilne odpowiadają pod względem wydajności co najwyżej średniej klasy układom stacjonarnym, niemniej kolejnej generacji układy są zwykle znacznie bardziej wydajne od swoich poprzedników.

Jeśli chodzi o procesor to tutaj obowiązuje też zasada że im szybszy procesor, tym lepszy w zastosowaniach inżynierskich. Rozsądne minimum to układ klasy Intel Core i5 (notebooki z procesorami mobilnymi firmy AMD sprzedawane są śladowych ilościach) oraz 4 GB pamięci RAM. Dysk twardy powinien mieć pojemność co najmniej 500 GB. W wypadku mobilnej stacji roboczej używanej do projektowania przekątną ekranu to 17,1 cala w innym wypadku wystarczy 15,1 cala. Czas pracy na zasilaniu bateryjnym nie jest już tak istotny, gdyż sprzęt ten zwykle pracuje podłączony na stałe „do prądu”. Oddzielną kategorię stanowią zaś odporne na warunki zewnętrzne urządzenia mobilne używane na produkcji,

W wypadku obliczeń inżynierskich pomocne mogą się okazać akceleratory obliczeniowe, wspomagające pracę jednostki centralnej komputera. Najbardziej znanym akceleratorem obliczeniowym, bazującym na architekturze kart graficznych jest Nvidia Tesla. Innym przykładem może być Intel Xeon Phi. Akceleratory tego typu montowane są w stacji roboczej i dzięki odpowiednim sterownikom i bibliotekom mogą wspomagać obliczenia inżynierskie realizowane w programach do symulacji czy np., aplikacjach takich jak MathCAD.