航空航天行業(yè)工作站應(yīng)用---EDA仿真計算工作站篇2014
時間：2014-07-08 15:01:00
來源：UltraLAB圖形工作站方案網(wǎng)站
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作者：admin
航空航天系統(tǒng)是一個典型的集“高大上”精尖技術(shù)于一體的龐大、復(fù)雜的行業(yè)，相關(guān)未來的產(chǎn)品，涉及到總體設(shè)計、氣動、結(jié)構(gòu)、強度、振動、液壓、燃油、環(huán)控、救生、電子、電氣、儀表、雷達、材料、可靠性研究和信息處理等眾多專業(yè)技術(shù)范疇，西安太陽機電工程有限公司專注于圖形工作站應(yīng)用，從航空航天業(yè)的眾多應(yīng)用中去粗取精進行歸納分類，結(jié)合當(dāng)今最先進圖形工作站計算架構(gòu)，給出各個主流應(yīng)用軟件所需要的最佳圖形工作站硬件配置方案，下面是本方案主要內(nèi)容：
(一) 三維圖形設(shè)計(CAD)工作站應(yīng)用
1.1 CAD/CAM設(shè)計工作站硬件配置方案
1.2 虛擬裝配與可視化工作站硬件配置方案
1.3 逆向工程工作站硬件配置方案
(二) CAE仿真模擬計算應(yīng)用
2.1結(jié)構(gòu)仿真計算(隱式)硬件配置推薦
2.2流體仿真計算(顯式)硬件配置推薦
(三) 電子系統(tǒng)設(shè)計與仿真計算(EDA)工作站應(yīng)用
3.1電子電路系統(tǒng)驗證與仿真硬件配置推薦
3.2電磁場仿真計算硬件配置推薦
(四) 實時視景仿真/可視化應(yīng)用
4.1實時主控工作站硬件配置推薦
4.2儀表實時顯示計算機配置方案
4.3 視景仿真硬件配置方案
（1）基于工作站配置方案
（2）基于分布式圖形服務(wù)器超高分辨率可視化方案
(五) 圖像處理應(yīng)用
5.1 基于CPU計算架構(gòu)的工作站配置方案
5.2 基于CPU+GPU計算架構(gòu)的工作站配置方案
本文主要介紹航空航天飛行器設(shè)備的電子電路仿真應(yīng)用中工作站方案
(三)EDA仿真計算應(yīng)用
航空航天電子控制系統(tǒng)仿真計算主要涉及：航空航天系統(tǒng)中電子電氣設(shè)備、控制系統(tǒng)等電路仿真、電磁場仿真計算應(yīng)用，一方面電子系統(tǒng)中元器件數(shù)量大、精度和可靠性高，電路驗證和仿真計算量大，另一方面，對復(fù)雜電磁環(huán)境的設(shè)備和系統(tǒng)的兼容和抗干擾的電磁場仿真，下面主要針對這兩類應(yīng)用的最新高端圖形工作站配置規(guī)格
3.1電子電路系統(tǒng)驗證與仿真工作站
這類應(yīng)用主要涉及到對象各類航空航天電子設(shè)備中電子電路、電氣設(shè)備等方面驗證和仿真模擬計算
主要軟件廠家 Cadence、Mentor Graphics、Synopsys
典型軟件：SPICE/PSPICE（功能仿真）、multiSIM、Allegro SI，Sigrity，Power DC，Power SI場仿真，Speed2000等
計算特點：
各個電路部分關(guān)聯(lián)非常緊密，每一個環(huán)節(jié)的仿真計算量大，但關(guān)聯(lián)性強，不具備大規(guī)模并行架構(gòu)計算，通過模塊優(yōu)化和算法優(yōu)化，借助多核并行計算提高仿真效率，因此最多8核的高頻率的CPU處理器、高帶寬內(nèi)存和高硬盤io，是保證電子電路仿真計算完成關(guān)鍵因素；
推薦機型：XASUN V330、V460
運行環(huán)境：Window 7/8，linux ，Solaris系統(tǒng)
參考配置：
最新硬件配置推薦
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類別
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精準(zhǔn)仿真計算型
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高速仿真計算型
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極速仿真計算型
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產(chǎn)品型號
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XASUN V330 14216-S12T1AA
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XASUN V460 13732-S12T1AA
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XASUN V460 13464-S12T1BA
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CPU
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Intel I7 4770K
(4核4.2Gz)
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Xeon E5 1660v2
(6核3.7Ghz~,超頻)
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Xeon E5 2687Wv2
(8核3.4Ghz~超頻)
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內(nèi)存
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16GB DDR3 2400
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32GB DDR3 1866 ECC
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64GB DDR3 1866 ECC
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顯卡
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Quadro K600
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Quadro K600
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Quadro K600
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系統(tǒng)盤
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256GB SSD企業(yè)級
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256GB SSD企業(yè)級
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256GB SSD企業(yè)級
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數(shù)據(jù)盤
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1TB SATA企業(yè)級
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1TB SATA 企業(yè)級
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2TB SATA企業(yè)級
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平臺
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XASUN S126PT01P7S
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XASUN S126PT01P7S
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XASUN M126PT01P9S
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電源
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750w
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750w
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750w
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顯示器
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24”圖顯
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雙24”圖顯
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雙24”圖顯
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技術(shù)規(guī)格
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CPU
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1088億次/秒
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1120億次/秒
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1344億次/秒
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內(nèi)存帶寬
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12.8GB/s
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25GB/s
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38GB/s
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顯卡
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像素填充率
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14GTs
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15GTs
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19GTs
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顯存帶寬
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28GB/s
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64GB/s
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134GB/s
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流處理器
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192個
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384個
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768個
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系統(tǒng)盤讀
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550MB/s
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550MB/s
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550MB/s
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數(shù)據(jù)盤寫
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500MB/s
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500MB/s
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500MB/s
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顯示器
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分辨率
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雙1920*1080
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雙1920*1080
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雙1920*1080
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色彩
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16.7M
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10億
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16.7M
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亮度
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300cd/m2
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300cd/m2
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300cd/m2
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響應(yīng)時間
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6ms
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6ms
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6ms
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報價
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¥20,500
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¥24,800
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¥29,800
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UltraLAB V330、V460是配備單路Xeon E3 1200v3(最高4核)、Xeon E5 1600v2(6核)/2600v2(8核/10核),兼用多核超頻技術(shù)、閃電盤+超級盤架構(gòu)，與通用型圖形工作站相比，保證了單核與多核CPU擁有極限計算表現(xiàn)，同時配備高速硬盤io架構(gòu)存儲系統(tǒng)，將計算過程中各個環(huán)節(jié)的瓶頸降到最低，從而保證了均衡合理、高速計算能力。
3.2微波電磁場仿真
航空設(shè)備電磁仿真問題主要有天線與飛行器載體的電磁交互作用、航空電子EMI、電子鏈路預(yù)算分析、雷達信號特征分析、飛行器RCS等。利用數(shù)值方法對電磁兼容問題進行仿真計算，并對計算結(jié)果進行分析，就可以有效地對設(shè)備的電磁兼容性進行預(yù)測和評估，為設(shè)備電磁兼容設(shè)計提供可靠的理論依據(jù)。
典型算法：矩量法、時域有限差分法、有限元法
計算特點：
（1）矩量法（MOM）是將積分方程化為差分方程,或?qū)⒎e分方程中積分化為有限求和,從而建立代數(shù)方程組,故它的主要工作量是用計算機求解代數(shù)方程組.所以,在矩量法求解代數(shù)方程組過程中,矩陣規(guī)模的大小涉及到占用內(nèi)存的多少,在很大程度上影響了計算的速度.如何盡可能的減少矩陣存儲量,成為加速矩量法計算的關(guān)鍵.
（2）時域有限差分法（FDTD）基于時域電磁場微分方程的數(shù)值算法，它直接在時域?qū)?/span>Maxwell旋度方程用二階精度的中心差分近似，從而將時域微分方程的求解轉(zhuǎn)換為差分方程的迭代求解，多核并行計算加速比好，對計算機內(nèi)存容量要求較低。
（3）有限元法（FEM）是一種為求得偏微分方程邊值問題近似解的數(shù)值技術(shù)。它通過變分方法，使得誤差函數(shù)達到最小值并產(chǎn)生穩(wěn)定解，計算量和內(nèi)存容量巨大，臨時文件回寫硬盤頻繁
典型軟件: ADS、CST、HFSS、Feko等；
推薦機型：XASUN V570、Alpha600、Alpha700
運行環(huán)境：Window 7/8，Window 2008R2、Linux 64位
最新硬件配置推薦
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類別
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通用計算型
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高性能計算型
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超級計算型
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產(chǎn)品型號
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XASUN V570 230160-S15P3T8ARE
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XASUN Alpha600 433256-S15P6T5DRE
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XASUN Alpha700 428512-S15P6T5DRE
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CPU
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2*Xeon E5 2690v2
(20核3.0Gz~)
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4*Xeon E5 4627v2
(32核3.3Ghz)
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4*Xeon E7 4890v2
(60核2.8Ghz)
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內(nèi)存
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160GB DDR3 1866 RECC
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256GB DDR3 1866 RECC
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512GB DDR3 1600 RECC
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顯卡
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Quaro K6000
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Quadro K6000
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Quadro K6000
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系統(tǒng)盤
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512GB SSD企業(yè)級
300GB Pcie-SSD閃電盤
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512GB SSD企業(yè)級
600GB Pcie-SSD閃電盤
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512GB SSD企業(yè)級
1TB Pcie-SSD閃電盤
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數(shù)據(jù)盤
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87TB Pcie-SATA超級盤
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16TB Pcie-SATA超級盤
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23TB Pcie-SATA超級盤
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平臺
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XASUN S228TS43P9S
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XASUN S415TS47PCS
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XASUN S44FTS48RDS
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電源
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900w
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1600w
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1620w冗余
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顯示器
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24”圖顯
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27”圖顯
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27”圖顯
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技術(shù)規(guī)格
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CPU
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4800億次/秒
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8448億次/秒
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13440億次/秒
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內(nèi)存帶寬
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117GB/s
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117GB/s
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200GB/s
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顯卡
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像素填充率
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15GTs
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19GTs
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23GTs
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顯存帶寬
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64GB/s
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134GB/s
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173GB/s
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流處理器
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384個
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768個
|
1536個
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系統(tǒng)盤讀
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550MB/s
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550MB/s
|
550MB/s
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數(shù)據(jù)盤寫
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500MB/s
|
2GB/s
|
2GB/s
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顯示器
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分辨率
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1920*1080
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1920*1080
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2560*1440
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色彩
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16.7M
|
10億
|
16.7M
|
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亮度
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300cd/m2
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300cd/m2
|
300cd/m2
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響應(yīng)時間
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6ms
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6ms
|
6ms
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報價
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¥168,000
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¥285,000
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¥599,990
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UltraLAB V570、Alpha600、Alpha700分別支持雙Xeon E5 2600v2(兼多核超頻技術(shù))、四路xeon E5 4600v2、四路Xeon E7 4800v2/8800v2，三種機型同時支持GPU并行計算、閃電盤+超級盤架構(gòu)，與常規(guī)通用型圖形工作站相比，對超大規(guī)模計算應(yīng)用，提供了（1）多核CPU最高性能 （2）核數(shù)最大化、（3）具有GPU超算能力、將整個計算過程的各個環(huán)節(jié)的瓶頸降到最低，從而為電磁仿真計算提供了超級計算完美的配置架構(gòu)。
