打造你自己的GPU工作站

打造你自己的GPU工作站

2015年年末我们做了一个重要的决定。我们打算将主要渲染引擎由VRAYforC4D切换为Octane for Cinema 4D。除了软件问题外,我们还有一个更大的问题。当时我们有16块CPU用于渲染,但是只有6块显存仅为3GB的GTX 780显卡。很显然,要使用Octane去渲染大型印刷图和复杂动画的话,我们需要对硬件进行一次大的升级。我们费了很大精力去搜索满足要求且价格合适的硬件。和以往一样,GPU工作站也需要满足以下要求:性能强大但是噪音很小

在该文中我们会向大家介绍我们选择了哪些硬件以及为何选择它们。开工!

应该选择哪种GPU呢?

一个GPU工作站最先考虑也是最重要的自然是显卡。因为我们需要超强的性能,所以我们决定在一台机器中使用4张显卡。这是在不使用转接卡或DIY的情况下高塔型机壳和普通主板能连接的最大数目。我们希望工作站解决方案简单可行,所以4张显卡足够了。
尽管AMD有一些评价不错且速度很快的GPU,但是Octane需要的是支持CUDA的GPU。所以我们需要的是Nvidia的支持CUDA且显存足够的显卡。GTX 980 Ti是截止到2015年年末速度最快的显卡,显存有6GB。这些显存足够我们使用了,拥有12GB显存的TITAN就有点不实惠了。你需要知道的是,显存与内存的使用方式不同,你需要相当多的多边形才会达到显存限制。

在决定了购入4块GTX 980 Ti以后,我们又面临着一个艰难的抉择:哪种散热方案是最好的呢?
要冷却GTX 980 Ti有以下4种方法:
•原装散热器
•第三方下吹式散热器
•混合散热器
•水冷

第三方散热器

市面上有很多可降低噪音的第三方散热器。如果你只用一到两块显卡,显卡之间有空间隔开,这的确是一种不错的选择。但是若使用四块叠到一起的显卡,这种散热方案就不可取了。原因很简单,这些下吹式的散热器从显卡底部抽取空气,然后在散热器顶部将空气吹到四面八方。这就意味着仅有最上方的显卡得到的是冷风,而其他显卡得到的却是热风。我们使用几块旧显卡做过测试,6块当中有3块在半年内就坏了,这还是在机箱一直敞着的情况下。

原装散热器

既然第三方散热器无法满足需求,于是我们购买了一些带有原装散热器的显卡。这些显卡目前为止最为便宜但是主频也最低。它们的最大优势在于空气流通很好。散热器前后放置,从内部抽取空气然后在外部排出。非常适合显卡堆叠的情况。但是这种散热方式有个很大的弊端,那就是效率比较低。所以不一会显卡温度就会非常高,这又导致了另外一个问题。那就是当温度达到约90度时,显卡就会降频以防止温度继续升高。在重度渲染时,这将导致渲染速度急剧降低,四块温度较高的显卡其速度与三块温度较低的显卡不相上下。要解决该问题,你只能提高风扇转速。但是相信我你绝不会这么做的,除非你有一个单独的房间去放机器。要知道风扇的噪音听起来就像是桌子下放了一个吹风机。

水冷和混合散热器

既然风冷的解决方案不能满足我们的要求:在保证强大性能的同时噪音依然很低,那我们只有最后两种方案了。
自己去定制水冷不适合我们。我们没有任何这方面的经验,而且它们过于昂贵,在需要改变或替换硬件的时候也不方便。所以我们需要一个一体化的解决方案。当时市面上只有混合散热器符合需求,它是水冷(用于GPU散热)和常规风冷(用于其他组件散热)的结合体。那时只有三种显卡比较合适,其中只有两种显卡其高度适合堆叠到一起。所以我们选择了其中速度最快的-EVGA GTX980 TI HYBRID。

合适的机壳

我们偏好小型工作站,所以我们希望新的GPU工作站也尽可能的小巧。每个GPU都有自己的散热器,所以我们需要将它们都放到一起。我们搜索了各种价位的机壳,最后找到了一个小巧廉价且拥有酷炫功能的机壳。anidees AI8是一个非常整洁的高塔型机壳,它只有440毫米深度,内部的所有壳体均可轻松取出。很重要的一点是,我们可以将其中三个散热器放到机壳前方,另外一个放到后方。
其他酷炫功能包括一个集成的风扇控制以及后面板两个2.5英寸插槽。

其他组件

现在我们需要能够将4块显卡和64GB内存整合到一起的组件。X99芯片组的ASRock X99 WS完全满足我们要求,而且不算太贵。由于CPU速度并不是关键,所以我们购买了Intel Xeon E5-1620v3 4x 3.50GHz,其单核主频还是很高的。
存储的话我们依然使用两个SSD:一个256GB的用于安装操作系统和应用程序,1TB的用于临时存储工程文件。
选择合适的电源并不简单。网上很多人说当你使用四块显卡时,应该选择1500瓦特的电源。我们尝试了1200瓦特的be quiet! Dark Power Pro,结果它工作的非常好,非常安静。我们这里有个简易的流量计,机器满负荷运行时电源可以稳定输出800瓦特。我们没人是电工,但是我们可以确信,我们的工作站工作的非常好,100%稳定,在过去几个月的渲染任务中没有出现任何问题。
我们还购买了一个EKL Alpenföhn Matterhorn CPU散热器,8条8 GB Samsung M393A1G40DB0-CPB DDR4-2133 regECC DIMM CL15,一些风扇延长线以将散热器风扇连接至风扇控制,以及4个Noctua NF-P12-1300风扇用于替换原有的GPU散热风扇。

开始组装

将所有的组件组装到一起其实没那么难。我们让气流从后往前吹,这样热气会立即被输送出去。对于一个小机壳来说线缆管理非常关键。我们尽量将线缆放到机壳的后面以尽可能保证空气流通。我们还用到了很多线缆绑带。机壳后面的两个2.5英寸插槽也很重要,因为已经没有放SSD的空间了。
你可以使用顶部一侧的开关去控制集成的风扇控制。你可以选择“全速”,“半速”和“关闭”。
如果你没有使用GPU,可以选择半速,机器会非常安静,显卡温度也很低。开始渲染时,你应该切换至全速。此时工作站会变的比较吵,但是相较于风冷来说会好很多,没那么烦人而且噪音很稳定。风冷散热器的转速会经常变化,所以噪音亦然。我们购买了非常好的noctua风扇,以尽最大可能降低噪音。

基准测试和温度

对我们来说强大的GPU性能,良好的散热以及易于组装是最重要的三点。第三点已经搞定,我们还需要测试下前两点。
于是我们设计了一个Octane基准测试,在没有超频的情况下拿到了520分。然后在风扇为“半速”时,我们渲染了一个复杂的Octane场景。显卡温度缓慢升到了84度。然后我们将风扇切换为“全速”,此时温度会降低至65度左右。
使用该工作站工作了数月后,我们可以这么说:即使外界温度很高,比如超过30度,显卡依然能维持在75度左右,可以有效避免显卡降频工作。

结语

整体来说,我们对这套配置很满意。我们一共花费了约4000欧元(不含增值税)。它易于组装,而且相较于其他解决方案来说非常安静。不过我们依然在探寻可以升级的空间。我们也在测试技嘉GeForce GTX 980 Ti Xtreme OC WaterForce,其为完全水冷而且速度要更快些。不过该显卡各地都已经脱销,所以我们需要更多时间去测试新配置,一旦有了结果我们会在网站更新文章的。

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