三维CAD/CAM/CAE软件为什么要在图形工作站上运行？ 总是有同行问我这样的问题：我用某某软件，什么样的PC够用？我在建模时，机器运行特别慢，还常出错，这是为什么？要解释这些问题是比较复杂的，下面我就以IBM公司的图形工作站intellistation M-Pro 6225 IHC为例，试着解释一下这个问题，并着重谈谈图形工作站对三维模型处理能力的看法，与大家共同探讨。 有哪些专业三维CAD/CAM/CAE应用需要工作站？ 在2000年之前，大多数工程师使用AutoCAD和KMCAD等二维软件，这些软件对计算机的需求并不高，一台主流配置的PC就能解决问题。但是，在2000年之后，大量的工程师（我是指工程师，不是美术、艺术工作者，本文探讨的范围也是三维CAD/CAM/CAE软件的硬件平台，而不是3DMAX之类建模和动画软件）开始使用三维CAD/CAM/CAE软件，这些软件对CPU、内存和图卡的要求上了一个台阶，一般的PC就不能应付了。从那时起，越来越多的工程师开始关注计算机硬件平台，并转向使用PC图形工作站（本人也是从那时开始使用图形工作站的）。 CAD/CAM/CAE软件对计算机系统的要求很高 对于"三维CAD/CAM/CAE该用PC还是工作站？"的问题，我的观点非常明确，图形工作站是不二之选。有人会提出成本高的问题，但是，比起动辄数万、数百万、上千万的三维软件价格，区区万余元的硬件投资又算什么呢？当然，仅是为了学习，不从事设计生产，或者您用盗版软件，则不在探讨之列。而且这几年，硬件价格猛跌，PC图形工作站的价格也并非像UNIX工作站那样高不可攀。以intellistation M-Pro 6225 IHC为例，3.4GHz的CPU、1GB的内存、128显存的专业图卡，如此配置工作站大约在万余元，对于企业级用户来说，这个投资是完全花得起的。 intellistation M-Pro 6225 IHC 现在市面上常见的三维CAD/CAM软件很多，CAD方面包括PRO/E、CATIA、UG NX、SOLIDWORKS、SOLIDEDGE、TOPSOLID、IRONCAD、INVENTOR等等，CAM方面包括POWERMILL、HYPERMILL、EDGECAM、MASTERCAM、MASTRECAM等等，CAE方面包括NASTRAN、PATRAN、DYNA、ANSYS、FLUENT、ABAQUS等等。粗粗算下来，三个类别的三维软件加在一起不下百种。从建模方式来看，主要包括曲面建模、实体建模和实体曲面建模三类；从图形内核来看，包括PARASOLID和ACIS等。目前来看，上述三类软件对计算机平台的CPU、内存和图卡的性能要求都比较高，且对计算机的稳定性要求较高，比较适合在工作站上运行。相较而言，三维CAD软件中的模型复杂程度有较大的伸缩性，但模型显示普遍要求精确、美观、真实感强，对图卡和内存的要求较高；CAM软件的模型比较简单，而且曲面模型和线框模型比较多，对系统的整体性能要求较低；CAE软件的网格模型和云图比较复杂，运算数据规模大，对CPU、内存和图卡的要求均非常高，PC图形工作站仅仅适合处理简单的线性问题，非线性或高复杂度的分析仿真计算还是要在UNIX系统甚至网格计算机系统中完成。表1是intellistation M-Pro 6225 IHC的基本配置。 表1 intellistation M-Pro 6225 IHC配置 配件 型号特性 CPU P4 3.4GHz，2MB L2缓存，支持EMT64 芯片组 Intel 925x express，支持PCI-E和双通道内存 内存 1GB PC3200 ECC DDR2双通道内存 显卡 ATI FireGL V3100 128M，128bit, PCI-E接口 硬盘 SCSI 73G硬盘 这个配置是目前PC工作站的中低档主流配置，其配置比较均衡。几乎全部的三维CAM软件可以在其上流畅运行，大部分主流三维CAD可以获得令人满意的运行效果，CAE软件下一般复杂度的问题可以由intellistation M-Pro 6225 IHC完成。 为什么CAD/CAM/CAE应用要使用图形工作站 不同于办公、多媒体和游戏软件，由于CAD/CAM/CAE软件是工业级的软件，用于工业产品、工业流程的设计、制造和仿真优化，对计算机的要求除了强大的性能外，还包括工业级的稳定性。这是这类应用必须使用图形工作站的根本原因。 玩游戏，死机了可以再来，设计产品时死机，难道也能再来？ 几乎所有的CAD/CAM/CAE软件供应商都建议用户使用专业的图形工作站，并对市场上的知名品牌工作站平台进行认证，这些信息公布在其网站和销售资料中，这是软件厂商为其客户提供的一项重要服务，目的是保证其软件能获得最佳的运行效能和稳定性。在一些采购CAE软件的大项目中，软件厂商甚至必须联合工作站、计算服务器等硬件厂商，共同完成客户给出的算题，才能证明软硬件之间的兼容性。在CAD/CAM/CAE领域，专业硬件平台扮演着重要的角色。 IBM网站上的认证列表，从MCAD、CAE到生命科学研究，多达几百种软件通过了认证，也只有IBM愿意下这个功夫（
http://www-03.ibm.com/servers/intellistation/pro/isv/index.html） IBM作为服务器和工作站领域最具实力的厂商，其产品总是在第一时间在CAD/CAM/CAE软件的最新软件系统中通过测试。虽然，这些测试都需要IBM向软件厂商支付昂贵的费用，但为了保证产品与专业软件平台的最大兼容性，IBM在这方面是非常舍得投资的。这种做法是很多业内厂商做不到的。在IBM网站上有详细的软件认证列表，表明IBM的产品已经通过了软件厂商进行的严格测试。intellistation M-Pro 6225 IHC作为IBM工作站的一个产品，在推出之前也经过了这样的"艰难磨合"。 实际上，CAD/CAM/CAE软件厂商无法像办公、游戏软件厂商那样，保证其专业软件能在所有非专业平台上完美运行。在一般的PC上，问题总是存在的，且不可捉摸。这样的例子很多：在一些采用游戏娱乐图卡的PC上运行PRO/E，拖拽大模型时会出现黑屏或意外退出；在高分辨率的LCD屏幕上，线框模型会抖动不已；AUTODESK的INVENTOR会在启动时图形接口初始化失败；在大分辨率或双屏显示环境下，CATIA的图标会忽然变成两倍大小；即使运行不大的模型，UG也非常慢，菜单上的文字经常变黑或不刷新；在FLUENT或FEMAP中，划分好的网格一旦ZOOM，会无缘无故地不显示；在NSASTRAN中，解算进程会永远停在某一点上，无法继续……这些问题花样繁多，举不胜举。这不是软件厂商的错，因为专业的CAD/CAM/CAE软件本身不适于在普通PC上运行。用户也无法从娱乐游戏图卡厂商处得到解决办法，因为驱动的更新和新的补丁只是为了更好的运行新游戏和POWERDVD这类多媒体娱乐软件。 一句话，运行专业的CAD/CAM/CAE软件还是要采用intellistation M-Pro 6225 IHC这样的专业工作站平台。intellistation M-Pro 6225 IHC就不会不问题吗？我可不敢保证，但是在通过了广泛的专业认证后，intellistation M-Pro 6225 IHC能最大程度的保证CAD/CAM/CAE软件的稳定、高效运行。 除了认证外，我可以再深入剖析一下，为什么intellistation M-Pro 6225 IHC这类工作站能做到这一点。 传统的PC图形工作站一般具备几个特点：强劲的CPU、专业图卡、ECC内存、高速SCSI硬盘和均衡的系统设计。