航空航天行業(yè)工作站應用---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”精尖技術于一體的龐大、復雜的行業(yè)，相關未來的產(chǎn)品，涉及到總體設計、氣動、結構、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)技術范疇，西安太陽機電工程有限公司專注于圖形工作站應用，從航空航天業(yè)的眾多應用中去粗取精進行歸納分類，結合當今最先進圖形工作站計算架構，給出各個主流應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容：
(一) 三維圖形設計(CAD)工作站應用
1.1 CAD/CAM設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仿真模擬計算應用
2.1結構仿真計算(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)設計與仿真計算(EDA)工作站應用
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器超高分辨率可視化方案
(五) 圖像處理應用
5.1 基于CPU計算架構的工作站配置方案
5.2 基于CPU+GPU計算架構的工作站配置方案
本文主要介紹航空航天飛行器設備的電子電路仿真應用中工作站方案
(三)EDA仿真計算應用
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)中電子電氣設備、控制系統(tǒng)等電路仿真、電磁場仿真計算應用，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，對復雜電磁環(huán)境的設備和系統(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
這類應用主要涉及到對象各類航空航天電子設備中電子電路、電氣設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：
各個電路部分關聯(lián)非常緊密，每一個環(huán)節(jié)的仿真計算量大，但關聯(lián)性強，不具備大規(guī)模并行架構計算，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、高帶寬內存和高硬盤io，是保證電子電路仿真計算完成關鍵因素；
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、閃電盤+超級盤架構，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，并對計算結果進行分析，就可以有效地對設備的電磁兼容性進行預測和評估，為設備電磁兼容設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,或將積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，它直接在時域將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。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
|
550MB/s
|
550MB/s
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數(shù)據(jù)盤寫
|
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
|
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
|
300cd/m2
|
300cd/m2
|
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響應時間
|
6ms
|
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)、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，與常規(guī)通用型圖形工作站相比，對超大規(guī)模計算應用，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。
