桌面”一词在计算市场中有着悠久的历史，最早出现在 80 年代第一台 PC 时就被引入，苹果、IBM 和克隆供应商的模型实际上坐在桌面上，水平定向并支持 CRT 显示器。从那以后这个词就一直存在，尽管事实上对于许多人来说——尤其是在 CAD 这样的专业计算圈子中——选择的形状因素演变成一个坐在桌子旁边而不是顶部的塔。今天，仅在办公桌上使用的机器最好称为台式或固定机器，而不是台式机，尽管后一个术语可能会持续下去。

虽然塔式平台在平台生命周期的大部分时间里一直主导着工作站市场，但实际上已经为桌面构建了较小的模型，并且这些模型最近已经发展和激增。我们最近介绍了最小的选项之一，迷你工作站，这是一台足够小的机器，不仅可以轻松放在桌子上，甚至可以放在显示器的背面，从而有效地使其隐形。

小型 (SFF) 工作站：办公室主流 CAD 工作的最佳选择

本月，我们将研究小型机 (SFF) 型号，它最符合大多数人认为的真正台式机的形象。对于 SFF 今天可以提供什么的快照，我们将返回访问 HP 的 Z 系列，这次查看 Z2 SFF。虽然今天所有主要的工作站供应商都提供类似尺寸的型号，但惠普在 2010 年推出了第一款符合实际 SFF 尺寸的工作站和原始 Z200 SFF。该公司现在是 G9 代，最近与英特尔的第 12 代核心 Alder Lake 代 CPU（在整个系统中也进行了相应的升级）。

虽然今天的工作站产品线已经扩大到像惠普这样的顶级供应商将提供超过五种基本固定型号和至少同样多的移动工作站——每个工作站都根据用户偏好和优先级的不同平衡而定制——但销量最高的型号类别是我所说的Entry 1S（单插座）是固定的。适合尺寸和价格点的最佳位置，Entry 1S SFF 迅速上升到其体积与 Entry 1S 塔一样的地步，成为 CAD 固定工作站中最受欢迎的选择。

工程挑战：

在有限的物理空间和有限的热约束条件下安装组件

工作站设计人员面临的明显挑战是弄清楚如何以更小的体积安装尽可能多的组件。但工程师们可能会争辩说，更令人生畏的复杂性在于冷却较小的机箱，而不是简单地干扰内部组件。事实上，物理组织和散热效率齐头并进。这不是一个简单的俄罗斯方块游戏，因为较大的热量产生者——通常是 CPU 和 GPU——需要大部分相称的系统冷却。因此，像 Z2 SFF 这样的机器内部不仅非常紧凑，而且还展示了内部气流的精心设计。但更多的是关于即将到来的热挑战，特别是关于一个起初并不明显的标准。

尽管对组件布局和散热进行了巧妙、深思熟虑的关注——所有其他条件都相同——但最小体积的 mini 永远不可能与 SFF 在高端规格上竞争，同样 SFF 也无法与传统的桌面塔竞争。几个月前，我们研究了 mini 与更大的兄弟姐妹之间的权衡，在将 SFF 与塔式进行比较时，同样的基本限制适用，特别是在尺寸、容量和最大可实现性能方面。

以下是 HP Z2 G9 系列（塔式、SFF 和 Mini）在最大配置下的当前规格。内存和存储容量在逻辑上随外形尺寸而下降（尽管还值得注意的是，并非所有规格都是相互排斥的，例如，最大化 SSD 可能意味着损害最大 HDD 存储）。虽然功能和规格下降并不令人意外，从全塔式降级到 SFF 和 Mini，但对于许多 CAD 用户来说，容量和功能的妥协是没有实际意义的，因为它的功能和性能范围涵盖了当今 CAD 用户的广泛领域根据。三个平台中最值得注意的限制是 GPU。全塔式的尺寸和庞大的 PSU 最多可以处理两个高功率、双插槽、超高端 GPU，而 SFF 可以处理一个高端、

充足的 USB 和视频 I/O 容量，后者由全长 NVIDIA RTX A4000 提供。

为了判断在固定 Z 模型下性能可能会如何变化，我们将比较 Z2 SFF 和 Z2 Mini 的审查系统。在组件配置方面故意不是苹果对苹果，目标是了解 CAD 用户可能会放弃使用 Mini 或获得 SFF 的好处，并帮助用户决定是牺牲还是提升对他们的典型内容和工作流程很重要。值得注意的是，在 CPU 和内存方面，Review Mini 系统的规格比 SFF 低一个档次，但可以在工厂进行调整以满足 SFF 的要求。例如，Z2 SFF 确实支持 Mini 的 i9-12900K CPU，而 Z2 Mini 的内存可以升级到 SFF 的 64 GB 内存。

然而，幸运的是，我们比较中的一个苹果-苹果指标可以说是最重要的指标——价格。而且，这为潜在的 CAD 购买者提供了另一个具有启发意义的机会：在相同的预算下，通过放弃一些 CPU 性能来展示您在 3D 图形中可能获得的收益，反之亦然。

首先查看 CPU 性能，请记住英特尔新颖的 Alder Lake 架构引入的新指标，之前在此处进行了介绍。英特尔的 CPU 内核现在有两种风格，一种侧重于性能（P-Cores），另一种侧重于功率效率（E-Cores），使公司能够构建和销售混合使用的处理器，为不同的平台量身定制、价格点和使用情况。因此，测试我们的 8P/4E Core i7-11700K 和 8P/8E Core i9-11900K 揭示了一些性能影响，不仅与核心数量相关，还与核心组合相关。

为了测试多线程 (MT) CPU 性能，我使用了SPECworkstation（用于历史跟踪的 3.0.4 版）。在 SPECworkstation 子测试中，其中一些明确关注常见的 CAD 工作负载，SFF 的 12C i7-12900K 与 Mini 的 16C i9-12900K 相比逊色，但两者都大大超过了第 11 代 8C Core i9-11900K。有几个观察结果很突出。一，从第 11 代核心到新的第 12 代 Alder Lake 的扩展意义重大，特别是考虑到 i7-12700K 具有与 i9-11900K 相同数量的性能导向核心（尽管所有核心都有效地以性能为导向）缺乏明确的命名本身）。第二，从 Mini 的 16C i9-12900K 下降到 SFF 的 12C i7-12700K，我们只牺牲了 6% 的总体吞吐量。Cinebench R20和MT 结果的平均值在PerformanceTest 10.2中，我们发现 SFF 和 12C i7-12700K 的 MT 性能比 8C 第 11 代 Core 提高了大约 45%，而 16C i9-12900K 的 MT 性能提高了大约 64%。

单线程 (1T) 性能仍然很重要，对于那些花费大量时间绘图的人来说，它很可能是最重要的。参数化建模和 3D 图形本质上往往是串行的，性能由 1T 执行决定。而且，这正是两个系统的 CPU 差异所揭示的地方。当然，1T 比较中的核心数量无关紧要，但请注意两个 CPU 的相对基本频率和 Turbo Boost 频率。SFF 的 i7 具有比 Mini 的 i9 更高的基本速率但更低的 Turbo 时钟。如前一专栏所述讨论基本和 Turbo 速率在典型 CAD 工作负载中的影响——以及为什么具有更多内核的 CPU 通常可以支持比具有更少内核的 CPU 更高的 1T Turbo 速率——1T 代码通常可以在更长的时间内以 Turbo 速率运行，其中扩展的 MT执行更通常会跟踪基本利率。在这里，我们确切地看到了这种现象：虽然两个第 12 代酷睿 CPU 的运行速度比第 11 代酷睿 i7 显着提高了 1T（平均快 16-19%），但 16C i9-12900K 的性能略优于 12C i7-12700K。

更大、更高功率的 GPU 提供更快的 3D 图形

虽然这两种 Z2 外形尺寸似乎从各自的 CPU 中提取了相似的性能，但对于 3D 图形性能却不能这么说。Z2 Mini 的中档 RTX A2000 无法提供 SFF 的 A4000 的视觉吞吐量，SPECviewperf 2020的相对分数证明了这一点。A4000 通过基准的视图集的速度比 A2000 快 91%。此外，我在下面的图表中包含了 RTX A5000 的 110% 更快的分数，SFF 无法处理，但完整的 Z2 塔可以。

但请记住，这些 GPU 选项在价格上没有可比性。相反，您将支付大约 500 美元（撰写本文时的零售价，不一定像惠普这样的 OEM 会在新机器中收取的费用）和大约 1,000 美元购买 RTX A4000。因此，与 Mini 相比，SFF 并不是免费为您提供额外的 3D 图形（和 GPU 渲染）性能，但如果您愿意支付更多费用，它至少可以提供该选项。

一个经常被忽视的人体工程学问题：声学

现在回到挑战 SFF 等缩小外形设计的密度问题。虽然远非微不足道，但安装组件只是开始，因为您必须冷却它们。在其他条件相同的情况下，将高性能硅塞进更小的空间，这意味着它们必须更有效地冷却。与大多数主流计算机一样，SFF 和 Mini 都是风冷的。如果没有最佳气流，系统最终会出现故障，或者必须回拨性能（由操作系统和组件自主）以防止最终出现故障。但是热工程还有另一个重要方面，有些人可能会发现比性能下降更重要：声学。

我们知道主动冷却的计算机并不是完全安静的，这既是由于风扇的噪音，也是由于产生的气流的湍流，通常是从前进气口到后排气口。没有任何精确的方法来比较Z2 SFF的分贝，我将给出一个主观分析。大多数时候，噪音是无害的，特别是在 1T 测试、短期 MT 测试以及内存至少部分限制性能的 MT 工作负载中。但是，众所周知的长时间测试一直受到 CPU 限制（即 CPU 永远不会在等待内存时得到休息），噪音达到了我个人在任何延长时间内都无法容忍的水平。

当然，与其说是对惠普工程的任何控诉，不如说噪音不可避免地可以归咎于物理学。大多数事情都是一种权衡，在这种情况下，就性能、噪音或两者而言，任何转向更小的机箱都会加剧这种情况。顺便说一句，我个人可以证明这样一个事实，即惠普在其 Z 产品中与任何供应商一样关注声学，仍在科罗拉多州柯林斯堡工作站总部的精美声学室中测试和改进机器。惠普可以并且确实做到了最大限度地减少所有机器在负载下的声学特性，但最终工程师和设计师可以做的事情是有限的；热力学的影响可以减轻但永远不会消除。很明显，一个更大的桌边塔，有更多的空间来引导空气，将不那么引人注目，

权衡的影响对于模拟辩论至关重要，具体取决于您的特定工作负载和工作流程

不，在其他条件相同的情况下，较小的工作站将无法达到较大的工作站所能达到的效果。但正如我们之前对迷你工作站的报道所强调的那样，只有当较小的工作站达不到您所需要的功能时，这才有意义。对于大多数视觉计算专业人士来说，mini 将为许多人提供服务，SFF 甚至更多，相对少数人要求塔可以提供超越。

通常，默认使用传统的全尺寸桌面塔，但没有绝对的高端容量或 GPU 需求（例如，超出 SFF 的高端 RTX A4000），并且您没有运行像这样的全面多线程计算经常进行复杂的模拟？然后从塔楼下到 SFF 可能更适合您的眼睛和工作空间。（不过需要注意的是，相同规格的塔架可能更便宜，因此其他所有条件并不总是相同。）所有这一切——再加上它的经济切入点——正是 SFF 成为最受欢迎的固定工作场所之一的原因服务于 CAD 市场的模型。

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