⼿把⼿教你做超级电脑
在组装⾃⼰的新电脑时通常我们不会所有组件都选择最顶级的产品,但是如果我们不惜⼯本地组装这么⼀个超级电脑,那么这将是⾮常令⼈兴奋的。⽽且,当我们尝试这样做时,还发现了许多有趣的事情。
如果不考虑性价⽐、也不考虑应⽤需求,不计成本地选择所有最新、最强⼤的组件组装⼀台电脑,会怎么样呢?为了到答案,我们使⽤最新的硬件组装了最强⼤的电脑,在这台电脑上我们可以看到新⼀代硬件究竟可以做什么以及如何充分地发挥其性能。
我们选择了⾯向最终客户(⽽不是服务器)最强的Intel CPU Core i7-6950X作为我们超级电脑的核⼼。它需要⼀个提供2011-V3插座和配备英特尔X99芯⽚组的主板,在这⾥,我们选择了有两个M.2插槽可以⽤于⾼速SSD的ASrock X99 Gaming i7主板。M.2 SSD驱动器我们选择了三星的SSD 950 Pro,⽽显⽰卡我们测试了⽬前最快的英伟达GeForce Titan X。
多么吸引⼈的超级电脑,虽然它的配置不会永远是最新、最强的,但可以预期现阶段它绝对不会逊⾊。
一台电脑两个显示器
CPU:10核⼼提供⽆穷动⼒
对于⼤部分⽤户来说,⽬前CPU的最佳选择是来⾃英特尔的Skylake平台。Skylake平台最强⼤的Core i7-6700K可以应对所有最新的游戏和应⽤程序。它有4个内核并⽀持超线程,也就是说它可以同时处理8
个线程。不过,⼀些特殊的软件可以使⽤更多的线程,这个时候我们为超级电脑所配备的Core i7-6950X即可充分发挥其10个内核的优势,例如执⾏渲染任务就是⼀个例⼦:通过我们的Handbrake视频编码测试,6950X⽐6700K.7倍,⽽POV-Ray处理3D场景的速度则是2.2倍。
当CPU密集型程序在后台运⾏时,或者是电脑需要同时处理多项任务时,超级电脑的CPU将⾮常有⽤。在Windows 10下,我们在超级电脑上并⾏启动Handbrake和Cinebench R15,在这种情况下,Cinebench获得了最⼤得分的50%,⽽与此同时,上⽹浏览、使⽤资源管理器或者在电脑上处理办公⽂档操作时仍⾮常流畅。
然⽽,对于许多依赖于⼏个核⼼的速度⽽不是依赖于核⼼数量的程序和游戏来说,情况出现了⼀些改变,由于i7-6700K的时钟频率较⾼(4.0GHz,6950X是3.0GHz),所以i7-6700K将能够达到6950X的同⼀⽔平,甚⾄有所超越。⽽处于同⼀⽔平的情况⼤多出现在游戏中,此时,显⽰卡才是主要的限制因素⽽不是CPU。因⽽,现阶段对于该CPU的测试结论是:可以轻松驾驭各种任务,并且总是有取之不尽的动⼒,然⽽,只有在少数特殊的情况下,它才能证明其13 500元的价值。
可以预期,类似的多线程能⼒也同样可以从6950X使⽤2011-V3插座的兄弟产品中到,⽽类似的CPU对于希望组装⾼性能电脑的家庭⽤户来说或许更有吸引⼒。例如6核单元⽀持12个线程的Corei7-6859K(4 500元),其3.6GHz的时钟频率还⾼于6950X,在⼤多数基准测试中的成绩介于i7-6700K和6950K之间。
主板和豪华的内存
在⾼性能的Broadwell-E平台下,配备X99芯⽚组的主板根据品牌和配置的不同价格有⼀定的差异,但是基本上都不低于1 500元。内存配置⽅⾯,在该主板上并不是双通道,标准配备是四通道内存。为此,主板上有多达8个内存插槽。⾸次安装,需要安装最少4×4GB的内存,必要时可
以升级到32GB。配备i7 CPU的X99主板最多可以管理128GB内存,⼏乎没有任何⼀个应⽤程序在运⾏时需要如此巨⼤的内存容量。
M.2-SSD:双引擎加速
我们安装三星SSD 950 Pro作为系统驱动器,这种使⽤M.2插槽的NVMe SSD的读、写速度分别为2 157MB/s和1 255MB/s(Windows 10下的Benchmark AS SSD),⼏乎算是最快的M.2 SSD了。考虑到这个速度,我们已经放弃了组成M.2 RAID单元的考虑,毕竟引导的过程中初始化RAID(我们使⽤SATA SSD进⾏测试)需要花费宝贵的时间,虽然只是⼏秒钟的时间。不过,我们仍然选择在ASrockX99 Pro Gaming的两个M.2插槽中安装上两个M.2SSD,⼀个作为系统驱动器,另⼀个⽤于存储应⽤程序和游戏。这种安装⽅案在完成电视录制或者视频格式转换等任务时⾮常有优势,因为当源⽂件和⽬标⽂件在不同的SSD上时,在我们的测试中,读写的速度可以⽐⽂件位于同⼀个SSD上快50%。在本⽂编辑结束前不久,我们收到了全新的三星SSD 960 Pro,在另⼀台电脑上它的表现⾮常
惊⼈,但是没有来得及在我们的X99主板上进⾏测试。
使⽤M.2 SSD更快
除了速度之外,M.2 SSD还有⼀个优点,那就是它没有任何的电缆,安装在主板上⼜不占多少地⽅。Windows10的安装完全与使⽤SATA驱动器时⼀样,⽽如果安装的是Windows7或者Windows 8,那么我们需要准备NVMe驱动程序,并在安装过程中通过闪存盘提供给安装程序。超级电脑的启动速度⾮常快,但是还没有到惊⼈的地步。按照我们的计时启动花费了28s,⽽其中16s是BIOS花费的时间。⽽在19s内完成最新的LibreOffice Suite的安装,则可以证明系统速度的表现之优异(使⽤参数“/passive”以⽆⼈参与模式打开.msi安装包)。
在三星SSD 950的许多测试中,总是出现过热节流:当复制庞⼤的数据量时,读取、写⼊速度将在⼗⼏个GB之后下降,因为SSD降低了性能以避免过热。在我们的电脑(通风良好)中,如果将⼀个192GB的⽂件复制到另⼀个SSD上,那么我们⽆法跟踪到这⼀点(速度约1.2GB/s),但如果是在同⼀个SSD上复制时,那么速度会下降,约在500MB/s和900MB/s之间波动。
除了令⼈印象深刻的测试成绩外,NVMe SSD通过其过剩的性能向⽤户传达了⾃信的感觉,系统总是能够控制⾃如,等待似乎已经成为了历史。
显⽰卡:⽆极限3D动⼒
X99芯⽚组主板和Broadwell-ECPU的电脑需要专⽤的显⽰卡,与Skylake相⽐该平台的CPU较少配备图形芯⽚。我们的超级电脑使⽤了最快的显⽰卡:最新Pascal架构的英伟达Titan X,并配备12GB GDDR5X内存(9 500元)。
安装和调试⾮常简单:在PCI-E插槽中插上显⽰卡,连接两个额外的电源插头(1×8针和1×6针),安装最新的英伟达驱动程序。基准测试的结果令⼈兴奋,在显⽰分辨率设置为4K的情况下,i7-6950X加上GeForceTitan X的组合可以流畅地显⽰任何游戏,并且在这种情况下功耗(在全负载下低于400W)和系统的噪⾳都⽐较⼩。
我们⽤带有两个GeForce GTX 1080的i7-6700K电脑进⾏对⽐,测试表明两个显⽰卡组成的SLI 系统⽐单个Titan X快10%~20%。然⽽,功耗和系统的噪⾳(电源适配器、冷却系统)⽐较⾼,⼀些游戏不能正常⼯作,并有类似SLI卡顿之类的问题出现,导致G-Sync显⽰器上完美平滑的图像变得⽐较丑陋。
⾼端显⽰卡的基准测试数据是那么地激动⼈⼼,但是只能在游戏中才有这种完美的体验:不仅可以呈现⼀个细致平滑的游戏世界,其过剩的性能甚⾄可以实现超越呈现游戏效果所需的更⾼帧速。
外设:安静和强⼤的冷却系统
超级电脑的机箱必须满⾜两个条件:⾸先,为组件提供⾜够的空间和良好的空⽓循环以便快速冷却,这显然不是那么容易的。开始我们选择的“be quiet Silent Base 800”机箱是⼀个相当⼤的中塔机箱,但当我们尝试安装两个Titan X显⽰卡时空间开始变得紧张,我们不得不拆除所有3.5英⼨驱动器架,最终我们只能在机箱底板上安装⼀个硬盘。这个问题在本⽂编辑截⽌⽇期前不久通过最新收到的全新和奇特的Corsair Crystal RGB已经巧妙地解决了。在这个机箱中,硬盘被安装在电源前⾯的空间。我们使⽤了同样来⾃海盗船(Corsair)的电源RM850i,850W的功率可以提供⾜够的储备功率,并且通过海盗船的Link软件,可以控制电源采⽤半被动式散热和准确读取能源数据。
CPU散热器⽅⾯,显然⽔冷系统对于超级电脑来说是最佳的选择。不过,我们曾经安装过⼀个便宜的EKL散热器,在满负荷的情况下,配合机箱的3个风扇(2个从下⾯吸风、1个在上⾯排风),也可以很好地冷却我们的10核⼼CPU,⽽且该散热器的体积也⽐较⼩。
经过我们的实际测试得出结论:这样的超级电脑是昂贵的、超出想象和完全不合理的,但是它的乐趣与魅⼒也是惊⼈的。