Welke processor is het beste voor je CAD- of BIM-Workstation?

Als je dit artikel leest, ben je waarschijnlijk op zoek naar een nieuw CAD- of BIM-Workstation en ben je de verschillende processoren en systemen met elkaar aan het vergelijken. Dan is het handig om meer inzicht hebben in de verschillende onderdelen en de impact daarvan op de prestatie. Dit artikel helpt je om de juiste keuze te maken.

In dit blog gaan we vooral in op de vraag: welke processor is beter voor CAD of BIM: een Intel Core of een Intel Xeon? Het belangrijkste onderdeel van elke pc is immers de processor. Er is echter zó veel keus dat je soms door de bomen het bos niet meer ziet. Daarom zetten we de belangrijkste verschillen voor je op een rijtje.

	i7-8700K	Xeon W-2155	Xeon W-2133	i-9-7960x	i9-7980XE	Xeon Gold 6134
Cores	6	4	6	16	18	8
Threads	12	8	12	32	36	16
Base Frequency	3.70 Ghz	4.00 Ghz	3.60 Ghz	2.80 Ghz	2.60 Ghz	3.20 Ghz
Max Turbo Frequency	4.70 Ghz	4.50 Ghz	3.90 Ghz	4.20 Ghz	4.40 Ghz	3.70 Ghz
L1 Cache	6 x 32 KB	4 x 32KB	6 x 32 KB	16 x 32 KB	18 x 32 KB	8 x 32 KB
L2 cache	6 x 256 KB	4 x 1 MB	6 x 1 MB	16 x 1 MB	18 X 1 MB	8 x 1 MB
L3 cache	12 MB	8.25 MB	8.25 MB	22 MB	24.75 MB	24.75 MB
TDP	95 Watt	120 Watt	140 Watt	165 Watt	165 Watt	130 Watt
Max Memory	64 GB	512 GB	512 GB	128 GB	128 GB	756 GB
Memory Type	DDR4 2666 Ghz	DDR4 2666 Ghz	DDR4 2666 Ghz	DDR4 2666 Ghz	DDR4 2666 Ghz	DDR4 2666 Ghz
Max Memory Channels	2	4	4	4	4	6
ECC Memory Supported	Nee	Ja	Ja	Nee	Nee	Ja
Scalability	Nee	Nee	Nee	Nee	Nee	Ja
Max # of PCI Express Lanes	16	48	48	44	44	48
Thermal Monitoring Technologies	Nee	Ja	Ja	Nee	Nee	Ja
AVX-512	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja
Overclocking	Ja	Nee	Nee	Ja	Ja	Nee
Adviesprijs	€ 350	€ 444	€ 620	€ 1.700	€ 2.000	€ 2.200

Specifieke CAD en BIM workflow

De keuze voor de juiste processor is vooral afhankelijk van de software en functies die je het meest gebruikt. Daarmee bedoelen we de volgende softwaretoepassingen en -functies:

Tekenen, modelleren-CPU, single-threaded
Openen, opslaan, regenereren, upgrade bestandsversie-CPU, multi-threaded
Beeldscherm/viewport
- Navigeren-GPU
- Renderen in de viewport-GPU
- Pan en zoom-CPU, multi-threaded
- Meerdere views-CPU, multi-core
- Inladen Xref, linked files-CPU, multi-threaded
Renderen-afbeeldingen
- AutoCAD-CPU, multi-threaded
- Revit-CPU, multi-threaded
- Inventor-CPU, multi-threaded
- Solidworks-CPU, multi-threaded
- Solidworks Visualize-GPU (Cuda) + CPU, multi-threaded
- 3ds Max I-Ray – GPU + CPU, multi-threaded
- 3ds Max Mental ray – CPU, multi-threaded
Point Clouds
- Point clouds manipuleren, bewerken-CPU, multi-threaded
- Point Clouds tonen in de Viewport-GPU
Analyses en simulaties-CPU, multi-threaded

Intel I-core (i7/i9) versus een Intel Xeon

Vooropgesteld: zowel over de Intel Core-processoren als de Xeon-processoren zijn we erg te spreken. Beide staan garant voor kwaliteit en betrouwbaarheid. Het grote verschil tussen deze twee typen processoren is dat de Xeons zijn ontwikkeld voor servers. Die stellen nu eenmaal nog hogere eisen aan belasting en betrouwbaarheid. Processoren voor servers worden immers 24/7 belast en moeten binnen de gestelde specificaties blijven opereren, zonder dat ze uitvallen. Deze hoge eisen vertalen zich in een zeer betrouwbaar systeem met zeer weinig of geen storingen.

Let wel: de processorprestaties hangen niet alleen af van het aantal processorkernen of de frequentiesnelheid. Alle onderdelen hebben namelijk hun eigen functie en moeten goed op elkaar zijn afgestemd én op de eisen van de software en workflow. Daarom gaan we eerst in op de verschillende onderdelen van de processor.

De verschillende onderdelen van een processor:

Kloksnelheid en aantal cores
Als CAD- en BIM-tekenaar besteed je waarschijnlijk de meeste tijd aan het modelleren van je ontwerp. Dat is in alle CAD- en BIM-softwareprogramma’s een single-threaded functie. Het is dan ook aan te raden om een processor te kiezen met een zo hoog mogelijke basiskloksnelheid.Een aantal functionaliteiten is wel multi-threaded. Daarbij merk je dat het systeem beter presteert. Meerdere processoren ondersteunen werkzaamheden als pannen, zoomen, werken met meerdere views, elementen inladen, files openen, regenereren, Revit files updaten naar de actuele versie, linked files of Xref’s inladen, renderen, analyseren en werken met Point Clouds.Een 4-core processor met een kloksnelheid van 4 GHz heeft de voorkeur, zelfs vergeleken met een processor met 8 cores en een kloksnelheid van 2 GHz (zelfs als je meerdere processoren gebruikt). Over het algemeen presteert een systeem met twee 6-core 3.4 GHz processoren beter dan een enkele 14-core processor met een kloksnelheid van 2.6 GHz.

Turbo kloksnelheid
Zonder al te diep in te gaan op de techniek, kun je stellen dat de Turbo kloksnelheid alleen wordt gehaald als de processor binnen de (thermische) limiet blijft. Meestal krijgen de processoren een extra boost en presteren ze kortstondig op de maximale turbo kloksnelheid. Als het systeem langdurig maximaal wordt belast, halen de processoren niet de turbo snelheden, maar de basiskloksnelheden.Tijdens het modelleren opereert het systeem vaak binnen de thermische limieten. Dan krijgt het systeem een extra boost op het moment dat de werklast hoog is. Als je een rendering of analyse uitvoert van een uur of zelfs dagen, opereert het systeem op de basisklokfrequentie.Een verschil tussen de Xeon- en de Intel Core-processoren is dat de Xeons beschikken over een beter thermisch management. Ook kennen ze een minder groot verschil tussen de basis- en turbo kloksnelheid.

Overklokken
Een ander verschil tussen de Xeon- en Intel Core-processoren is dat je Xeons niet kunt overklokken. Dat overklokken raden we trouwens over het algemeen af, omdat het ten koste gaat van de stabiliteit en betrouwbaarheid van je processor.

Embedded processorgeheugen
Veel gebruikers letten bij het maken van keuze wel op het RAM-geheugen van een processor, maar vergeten om het embedded geheugen mee te nemen in de vergelijking. En dat is juist belangrijk, want het processorgeheugen bepaalt mede hoe goed je CAD- en BIM-Workstation presteert.

Er zijn drie soorten embedded processorgeheugen:

- L1 cache-geheugen
  Dit is het snelste geheugen op de processor. Het 32 KB L1 cache-geheugen is gereserveerd per processorkern. Een 4-core heeft 4 x 32KB L1 cache-geheugen en een 16-core heeft 16×32 KB cache-geheugen.
- L2 cache-geheugen
  Het L2 cache-geheugen is het op één na snelste geheugen. De laatste generatie i9- en Xeon-processoren hebben een flinke upgrade gekregen ten opzichte van de voorgaande versies. Zo heeft een i7 een L2 cache-geheugen van 256 KB per kern waar de i9 en Xeon-processoren (W, Bronze, Silver, Gold) een L2 cache-geheugen van 1 MB per kern hebben.
- L3 cache-geheugen
  Ook het L3 cache is embedded processorgeheugen. Daarbij heb je als gebruiker meer keus. Dit L3 cache-geheugen wordt over alle processorkernen verdeeld. Een processor met 8 kernen bijvoorbeeld, heeft een 28 MB cache-geheugen. Als je slechts één kern in gebruik hebt, heeft die dus 28 MB L3 cache-geheugen ter beschikking. Zijn er 8 kernen in gebruik, dan is er 3,5 MB L3 cache-geheugen per kern beschikbaar. Omdat CAD-programma’s veelvuldig gebruik maken van het L3 cache-geheugen per kern, moet je dus voor zorgen voor voldoende beschikbaarheid.

RAM-geheugen
Wat betreft het RAM-geheugen zijn er een paar belangrijke aspecten waar je rekening mee moet houden:
- Snelheid
  De maximale snelheid van de i7 is 2400 GHz en voor de i9- en de Xeon-processoren 2666 GHz. Belangrijk om te weten: veel Intel Core (i3/i5)-systemen voor consumenten maken nog gebruik van het langzame DDR3-geheugen.

- Hoeveelheid
  Het maximale RAM-geheugen dat je in een systeem kunt plaatsen, hangt af van het type processor. Zo kun je achtereenvolgens 756 GB RAM-geheugen plaatsen in een i7 64 GB, i9 128 GB, Xeon W 512 GB en in een Xeon Gold.

- Geheugen channels
  Een memory channel zorgt voor de uitwisseling van data tussen de processor en het RAM-geheugen. Het maximale aantal memory channels en de maximale bandwidth bepalen samen de maximale hoeveelheid RAM-geheugen en de doorvoersnelheid. De i7 bijvoorbeeld heeft maximaal 2 memory channels, de i9 en de Xeon W hebben 4 channels en de Xeon Gold tenslotte heeft maximaal 6 memory channels.

- ECC Memory
  Het grote verschil tussen ECC en non-ECC RAM-geheugen is de stabiliteit van het geheugen. Zo detecteert een ECC-geheugen single-bit fouten en repareert die automatisch. Daardoor presteren programma’s doorgaans beter en met minder errors. En waar gewoon RAM-geheugen een foutmarge heeft van minder dan 1%, heeft het ECC een foutmarge van minder dan 0,25%. Een ECC-geheugen is wel duurder dan een gewoon RAM-geheugen. Bovendien is het (marginaal) langzamer. Het modelleren in CAD- en BIM-programma’s is over het algemeen wat minder gevoelig voor geheugenfouten. Maar als je werkt met geheugenintensieve taken (zoals Point Clouds of als je een rendering of analyse van uren of dagen moet uitvoeren), dan adviseren we je om ECC-geheugen te gebruiken. Alleen Xeon-processoren ondersteunen overigens ECC-geheugen.

Intel AVX-512
Intel AVX-512 is een set nieuwe CPU-instructies die van invloed zijn op de prestatie van een CAD- en BIM-Workstation. Het getal 512 verwijst naar de breedte van het registerbestand (gemeten in bits), waarmee de parameters worden ingesteld voor de hoeveelheid gegevens die een reeks instructies tegelijkertijd kan verwerken. In vergelijking met zijn voorganger heeft de Intel AVX-512 een verdubbelde breedte van het register en daarmee dus ook het dubbele aantal registers. Met andere woorden: de Intel AVX-512 kan twee keer zoveel gegevens verwerken in één instructiecyclus, en vier keer meer dan de Streaming SIMD Extensions (SSE).Ook de single-core functionaliteiten van CAD- en BIM-Workstations verbeteren, doordat er meer gegevens per core en per klokcycle verwerkt kunnen worden. Vooral bij multi-threaded functionaliteiten zoals renderen en analyses maken, heb je het meeste voordeel van deze nieuwe techniek. Intel i7-processoren ondersteunen trouwens AVX2. De Intel i9-, Xeon W Bronze-, Silver- en Gold-processoren ondersteunen Intel AVX-512.

Meerdere processoren

Je kunt de HP Z6 en de HP Z8 Workstation met meerdere processoren configureren. Zo kun je het aantal processorkernen verdubbelen en het aantal threads verviervoudigen. Dit kan echter alleen met de Xeon Silver- en Gold-processoren.

Conclusie

Welke processor voor jou de beste keuze is, hangt dus af van de software die je gebruikt en van je workflow. Kies voor CAD-software altijd de hoogst mogelijke processorsnelheid die je portemonnee toelaat. Het modelleren in Inventor, Revit, Tekla, SolidWorks en vergelijkbare software is single-core. In een BIM-workflow maken steeds meer functionaliteiten en software gebruik van multi-threaded processen. We raden je hiervoor dan ook een 6-core of 8-core processor aan met een hoge basiskloksnelheid. Voer je veel analyses uit? Kies dan voor een Workstation met twee processoren met een zo hoog mogelijke kloksnelheid.

Een goed CAD/BIM-Workstation is een goed uitgebalanceerd systeem. Alle onderdelen moeten goed op elkaar afgestemd zijn. Een CAD- of BIM-Workstation is niet te vergelijken met een standaard kantoor-pc. Het is een stuk gereedschap dat jou als CAD- of BIM-tekenaar ondersteunt bij je werkzaamheden. Bij de keuze voor een processor voor CAD- en BIM-werkzaamheden draait het vooral om de productiviteit. Of, met andere woorden: hoe kun je de werkzaamheden efficiënter en sneller uitvoeren? Een besparing van 5 minuten per dag lijkt misschien niet veel, maar levert je met een uurtarief van € 60 al gauw een besparing op van meer dan € 1000 per jaar!