化工行业三维设计者的显卡升级之路
本文标签: NVIDIA Quadro应用案例 SolidWorks案例 专业显卡 

        本文介绍了化工工程行业中,应用SolidWorks多个版本软件完成设计工作时,软硬件升级的过程和体会。过去,计算机升级主要考虑的对象是CPU和内存,但从SolidWorks版本的提升后硬件升级的历程来看,经历了集成显卡、独立显卡直至升级到专业显卡的升级以后,在三维设计中,提高系统GPU的显示性能不容忽视。
 

一、化工工程行业应用概述

    笔者所从事的行业是化工工程,本行业对三维设计工作的应用特点如下:
    1、工作以项目形式为主,工期紧,在三维设计中需要考虑的内容多。例如:
    2、每个项目均需要单独设计,工作量大。除了标准件和化工设备上常见的零部件,如封头、接管、法兰、支座等外,大量采用非标结构。
    3、零部件数量众多,一个项目的零部件层次众多,零部件数量上万,相关的约束关系复杂。如图1所示的化工塔体设计图中,共有深达 56 层的复杂结构,零件数量为 14896个,其中特征的数量为 25600 个。设备塔体的具体尺寸为7米高*6米宽*6米长。
 

    4、设计工作不仅要考虑实现客户要求,而且常常要根据用户要求和工程实际的情况进行调整。其中常需要考虑的专业主要包括:
    a)为客户描述工程完成后的场景,并根据客户要求进行修改;
    b)在确定结构的基础上,根据工程实际情况,选择合理的管路设计方法,计算相关成本;
    c)对结构进行必要的分析和优化,节约工程成本。
    正因为行业应用工期要求紧,设计任务中且相当复杂,采用了SolidWorks三维设计软件后,很好的满足了用户的需要。

 

二、SolidWorks应用概况

    SolidWorks作为一款中端三维CAD软件,其主要特点是简单易用、高效方便。我从2005年开始使用SolidWorks软件进行设计工作,当时的版本是SolidWorks2006。在其后的数年中,SolidWorks几乎每年都会发布一个新版本,最新版本为2010。根据本行业应用要求,除常用的三维造型功能外,应用最为频繁的是三部分的功能:
      --用SolidWorks Routing插件完成管路设计
 

    --用SolidWorks Simulation进行有限元分析
 
    --用PhotoWorks完成渲染,生成漂亮的图片提供给客户参考

 

 

三、SolidWorks硬件需求分析

    SolidWorks软件从2006版到2010版的升级过程中,对硬件性能要求在不断提升。

    1、SolidWorks系统硬件需求分析

    从官方的要求来看,SolidWorks基本要求情况如下 :


    (1)从SolidWorks2007至2009,对操作系统支持的范围更宽。
 


    (2)内存、显卡和CPU的应用要求
 
 
   从上表可以看出,要想流畅的使用SolidWorks,首先需要根据应用情况确定使用64位还是32位的操作系统,其次要根据需要处理的模型规模和特征数量确定内存大小,最后也是最关键的是要根据应用要求选择一款合适的专业显卡。

    2、SolidWorks新增功能凸显出对显卡的要求


    从硬件需求上看,SolidWorks的要求似乎并不高,但我们分析一下2008到2009版的新功能就会发现,其实SolidWorks对硬件要求在不断提高。如:
    在SolidWorks2008中,新增了Instant3D技术,用户只需拖动尺寸或几何体就可实时改变模型,这实际上对显卡提出了很高的要求;该版本中,当一个零件中插入另一个零件后,系统可自动带入新零件的草图、自定义属性等项目,这意味着零件图尺寸会增加,对硬盘读写的要求会有所提高。
    SolidWorks 2009中,可在不改变总视图的情况下放大局部细节;在SolidWorks 和SolidWorks Simulation 中使用相同的材料库和用户界面,实现了CAD/CAE界面和外观的无缝交互,这些新功能都对显卡提出更高的要求 。
    简言之,随着SolidWorks的不断升级,系统对硬件的需要越来越高,其中尤其是对显卡的要求在增加,我的升级之路也随着软件的升级开始了。

 

四、我的升级历程

    1、工作机简介
 
    设计中使用的计算机为DELL OptiPlex  GX620,其相关配置如下表所示:
 
    在SolidWorks2008版以前,以上配置尚能满足应用需要,随着公司设计产品的大型化趋势明显加快,特别是在SolidWorks2009版到来后,在应用中感觉到计算机性能已经满足不了要求,在设计过程中,拖动某个装配体时,有很多零部件显示为方块,并且拖动停顿间隔很大,升级提上了议事日程。

    2、内存升级一步登顶
    从前文可知,升级硬件有三个升级的方向:CPU、内存和显卡。
    在使用SolidWorks2006的时候,该机在性能上尚可满足要求,采用的高频奔腾四双核CPU主频较高,升级CPU性能提升有限,且发热量大,性价比不高,因此放弃。
    在升级时,将内存升级到了2*2G=4G,这已达到了该机主板支持的最高内存容量,虽然在32位的Windows XP操作系统中目前显示仅能支持3.5G,但增加内存后,系统的速度得到了一定提升。

   3、显卡升级三次到位
    该机原配的945G主板采用的是集成显卡 ,主板上集成的是Intel GMA950显示单元。使用这种芯片组无需单独购买显卡就能实现普通的显示功能,可满足一般的家庭娱乐和商业应用,节省用户购买显卡的开支,显卡内存直接共享内存。
    在SolidWorks2007中,在系统仅有512M内存的时候,还需要分出128M甚至更多内存给集成显卡,实在有些入不敷出,后来将显卡升级为NVIDIA 9500GT独立显卡,在内存增加至3.5G后,系统显示效果有所提高,但仍能明显感觉到显卡性能不理想,已经成为系统的瓶颈。图7中即为设计过程中实施显示的效果图,其中的材质的效果完全没有体现出来。
 
    2009年购买了一块NVIDIA Quadro VX200显卡,该显卡虽然是专门针对AUTO CAD认证专业显卡,但在三维设计软件上的性能提升也是很大的,在三维建模的流畅性和大型装配体的设计中尤为明显。图8中可以明显看到同一个零件,在及时操作时的效果完全不同。
 
    实际上,本文前面《化工工程行业应用概述》部分中展示的几张装配图,无论是在集成显**还是在NVIDIA 9500GT消费显**,想要流畅的进行设计都非常困难。
 
    虽然经过了两次升级后,系统显示性能得到了长足的提高,但在SolidWorks中使用VX200并不完美,在大型装配体工程图设计中,在缩放时会产生虚影,虽然经过数秒后显示即可恢复正常,但我已经下定决心,将VX200推荐给专门使用Autocad的同事,然后再购买一款NVIDIA Quadro FX系列专业显卡,真正享受专业应用专业显卡的乐趣。

 

五、小结:

    从整个升级的过程来看,随着计算机性能不断提高,GPU在整机中的地位的确越来越重要,升级显卡带来的效果也日益明显。对于如SolidWorks这样的专业应用而言,为了保证软件升级的工作效率,工程师最好在购买计算机之初就直接选用NVIDIA Quadro专业显卡,这样就不会走上多次升级的弯路了。(本文为陈同江和e-works撰稿人李卫合作撰写,欢迎转载,转载请标明来源和作者)

发表于: 2009-07-16 10:02 学无涯 阅读(6182) 评论(0) 收藏 好文推荐

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