Kompakte Workstations für Profis

Beim Begriff Workstation denkt man zuallererst an große, schwarze Towergehäuse mit leistungsstarken Prozessoren und vielen CPU-Kernen, großem Arbeitsspeicher sowie mehreren Grafikkarten, SSDs und Festplatten. Damit erledigen sie auch hochkomplexe Aufgaben in kürzester Zeit.

Doch für viele Profi-Anwendungen wie Software-Entwicklung und Visualisierung von Konstruktionsmodellen oder medizinischer Daten reicht auch preisgünstigere Mittelklasse-Hardware aus. Statt eines Gehäuses in der Größe eines Reisetrolleys genügt dann eines mit den Abmessungen einer größeren Pralinenschachtel. Dank bis zu sechs Displayanschlüssen eignen sich diese Mini-Workstations ebenso für Multimonitorarbeitsplätze.

Zu dieser Geräteklasse gehören unter anderem die Dell Precision 3240 Compact, HP Z2 Mini G5 und Lenovo ThinkStation P340 Tiny. Wie die größeren Workstation-Geschwister im Desktop- und Midi-Tower-Format haben sie robuste Metallgehäuse und sind in zahlreichen Konfigurationen erhältlich. Die von uns ausgewählten Varianten kosten zwischen 1050 und 1500 Euro und sind mit je einem Sechs- oder Achtkerner der zehnten Core-i-Generation ausgestattet. Varianten mit Xeon-CPUs haben wir wegen des höheren Preises außen vor gelassen. Diese können im Unterschied zu den eingebauten Core-i-CPUs mit ECC-RAM umgehen, also ihren Arbeitsspeicher vor den häufigsten Bitfehlern schützen.

Intel inside

Durch die verstärkte Homeoffice-Nutzung wegen der Corona-Pandemie hat der Bedarf an Kompaktworkstations deutlich zugenommen. Für die von zu Hause Arbeitenden reichen Leistung und Speicher­kapazität gängiger PC-SSDs aus, weil die Daten per VPN schnell und sicher vom Server geladen sind. Zudem beanspruchen sie wenig Platz auf beziehungsweise keinen neben dem Schreibtisch. Aber auch für den Einsatz in Firmenbüros taugen die Rechner: Sie lassen sich mit Zusatzhalterungen per VESA Mount beispielsweise hinter dem Monitor oder unter der Tischplatte anbringen.

Während der Anteil an AMD-Prozessoren bei Consumer- und Office-PCs wächst, sind Workstations immer noch eine klare Intel-Domäne, weil gewerbliche Nutzer unter anderem Fernwartungs- und Verwaltungsfunktionen wie Intels Active Management Technology (AMT) wünschen. Die Testkandidaten sind deshalb ausschließlich mit den im April 2020 vorgestellten Core i-10000-Prozessoren „Comet Lake“ beziehungsweise optional mit den eng verwandten Xeon W-1200 erhältlich. Trotz der kompakten Abmessungen der Geräte handelt es sich dabei um die Desktop-Varianten der zehnten Core-­i-­Generation mit der Fassung LGA1200, sodass sich die CPUs im Prinzip auswechseln lassen.

Wegen der geringen Größe der Mini-­Workstations bleibt jedoch nur wenig Platz für das Kühlsystem, weshalb die PC-Hersteller CPUs mit 65 Watt Thermal Design Power (TDP) oder die langsameren T-Modelle mit 35 Watt TDP einbauen. In der Praxis kann die Leistungsaufnahme aber kurzzeitig deutlich darüber liegen, denn bei den Core i-10000 gestattet Intel im Vergleich zu den Vorgängern deutlich höhere Power Limits während der 28-sekündigen Turbophase [1]. Beim Achtkerner Core i7-10700, der auch in der HP Z2 Mini G5 steckt, wären trotz 65 Watt TDP kurzzeitig bis zu 224 Watt erlaubt. Da das nicht nur das Kühlsystem, sondern auch die mitgelieferten Steckernetzteile der Mini-­Workstations überfordern würde, setzen die Hersteller die Power Limits teilweise herab.

Je nach geplantem Anwendungszweck hat man bei der Konfiguration der Mini-Workstations die Wahl zwischen der integrierten UHD-630-Grafik der Core-i-10000-CPUs und Profi-Grafikkarten der Serien AMD Radeon Pro WX beziehungsweise Nvidia Quadro. Wenn die Workstation hauptsächlich für Software-Entwicklung oder Bildbearbeitung genutzt wird, reicht die sparsamere Intel-Grafik aus. Für CAD-Programme sowie die Visualisierung von Geodaten oder medizinischer 3D-Röntgenaufnahmen taugen die dedizierten Grafikkarten besser, weil sie deutlich leistungsstärker sind. Zudem bieten AMD und Nvidia für ihre Profi-Serien zertifizierte Treiber an, die mit diesen Anwendungen optimal zusammenarbeiten.

Zusätzlich haben die Grafikkarten bis zu vier Anschlüsse, sodass sich simultan mit den Ausgängen der integrierten GPU problemlos sechs hochauflösende Monitore anschließen lassen. Das ist für die großflächige Darstellung von 3D-Modellen ebenso interessant wie für Entwickler, die parallel zur Entwicklungsumgebung den Inhalt virtueller Maschinen anzeigen wollen.

Multi-Display-tauglich

Dell und Lenovo haben ihre Mini-Workstations mit je einer Quadro P620 ausgerüstet. Der GP107-GPU mit der drei Jahre alten Pascal-Architektur stehen lediglich 2 GByte GDDR5-Speicher zur Seite, weshalb sie sich nur für sehr einfache 3D-Aufgaben eignet. Die Quadro P620 ist in etwa mit der Consumer-Karte GeForce GTX 1050 vergleichbar. Über Mini-DisplayPort kann die Low-Profile-Karte vier hochauflösende Displays ansteuern.

Im HP Z2 Mini G5 steckt die modernere Grafikkarte Quadro T1000 der Turing-Familie. Im Vergleich zu den leistungsfähigeren RTX-Varianten fehlen dem TU117-Chip aber die Tensor- und Raytracing-Einheiten. Im Unterschied zur Quadro P620 handelt es sich um eine Mobilgrafikkarte im MXM-Format. Diese sind speziell ans System angepasst und lassen sich nicht ohne Weiteres austauschen.

Dank doppelt so großem Videospeicher, doppeltem Speicherdurchsatz und 768 statt 512 Shader-Kernen liegt die T1000 in allen Benchmarks der SpecViewPerf 13 vorne (siehe unten). Diese Benchmark-Suite misst die Performance unter anderem in Profianwendungen wie Autodesk 3ds Max und Maya, Dassault Systems Catia und Solidworks, PTC Creo und Siemens NX. Ursprünglich wollten wir für den Test die kürzlich vorgestellte Version 2020 der SpecViewPerf verwenden. Allerdings läuft die aktuelle Ausgabe auf der Quadro P620 mit lediglich 2 GByte Grafikspeicher nur eingeschränkt.

Wer deutlich mehr 3D-Leistung beziehungsweise Performance für GPGPU-­Anwendungen per CUDA oder OpenCL benötigt, muss zu größeren Workstations im Tower-Format greifen. In die hier getesteten Modelle passen keine langen Profi-­Grafikkarten mit Dual-Slot-Kühlern, geschweige denn mehrere davon.

Flinke SSDs

Bei der übrigen Ausstattung ähneln sich die drei Testkandidaten stark. Für Intels vPro-Logo müssen sie bestimmte Voraussetzungen erfüllen, dazu zählt unter anderem für die Fernwartung der Intel-Netzwerkchip i219-LM. Dell und HP verwenden auf der Hauptplatine den Workstation-Chipsatz W480, Lenovo setzt auf die geringfügig preiswertere Business-Variante Q470. Die Unterschiede sind aber marginal, der W480 darf je zwei SATA-6G- und USB-10-GBit/s-Ports zusätzlich zur Verfügung stellen. Für die kompakten Systeme liefern beide Chipsätze aber mehr als genug I/O-Ports.

Alle drei Hersteller bauen schnelle M.2-SSDs ein, weil die Preisdifferenz zu SATA-Modellen kaum noch ins Gewicht fällt. Zudem haben die M.2-Kärtchen den großen Vorteil, deutlich weniger Platz in den kompakten Gehäusen der Mini-Workstations zu beanspruchen. Der Arbeitsspeicher umfasst in den Testkonfigurationen von Dell, HP und Lenovo zeitgemäße 16 GByte DDR4-RAM. Aus Platzgründen handelt es sich um kurze SODIMMs, die sonst hauptsächlich in Notebooks zum Einsatz kommen. Mit zwei Steckplätzen ausgestattet, passen in die getesteten Workstations maximal 64 GByte Arbeitsspeicher. Wer Programme mit höherem Speicherbedarf laufen lassen will, muss einen Rechner in einer größeren Bauform mit vier, sechs oder acht DIMM-Slots wählen.

Als Betriebssystem haben die Hersteller Windows 10 Pro aufgespielt. Sie bieten auf Wunsch auch Linux-Distributionen an: Die Dell Precision 3240 lässt sich mit Ubuntu Linux 18.04 oder Red Hat Enterprise Linux WS x8.2 ordern. Lenovo offeriert die ThinkStation P340 unter anderem mit Ubuntu 20.04 LTS. Zudem geben alle drei Hersteller Hinweise zur Kompatibilität mit Linux-Distributionen.

These go to eleven

Wegen der geringen Ausstattungsunterschiede verhalten sich die drei Mini-Workstations sehr ähnlich. Im Leerlauf kommen sie trotz der Grafikkarten mit jeweils rund 15 Watt aus, was für Desktop-PCs ein guter Wert ist. Bei ruhendem Windows-Desktop sind sie dank geregelter Lüfter mit maximal 0,2 Sone Lautheit kaum zu hören. Unter Volllast auf CPU und GPU werden die kompakten Rechner schon nach kurzer Zeit zu Radaubrüdern mit lautem Lüftergeräusch (3,2 bis 7,5 Sone). Für lang andauernde Berechnungen am Schreibtisch, wo man direkt davor sitzt, eignen sie sich deshalb nicht.

Bei den Datentransfermessungen gab es kaum Auffälligkeiten: Die NVMe-SSDs liefern allesamt mindestens 3 GByte/s. Dank der schnellen Flash-Speicher benötigen die Mini-Workstations lediglich 11 bis 15 Sekunden vom Einschalten bis der Windows-Desktop geladen ist. Die USB-Buchsen mit 10-GBit/s-Tempo beim HP- und Lenovo-Rechner lieferten über 1 GByte/s. Bei der Dell Precision 3240 Compact arbeiteten sie etwas langsamer (850 MByte/s). Kleine Probleme hatten wir bei der Typ-C-Buchse der Lenovo ThinkStation P340, die mit der externen SSD WD Black P50 keine stabile Verbindung aufnehmen wollte und auf die Sandisk Extreme 900 lediglich mit 416 statt der üblichen 450 MByte/s schrieb.

Fazit

Die Mini-Workstations sind gute Arbeitstiere: Sie versehen unauffällig ihren Dienst, bieten trotz kompakter Größe ausreichend Leistung für die allermeisten Anwendungen und steuern mehrere hochauflösende Monitore an. Statt unnötigem Schnickschnack, der für Probleme sorgen kann, gibt es eine Menge technische Details, die dem Admin bei Pannen helfen: Dazu zählen im BIOS integrierte Diagnose-Tools, ein leicht zugängliches Inneres mit modularem Aufbau sowie Fernwartungsfunktionen.

Der Preis der Mini-Workstations liegt mit über 1000 Euro zwar oberhalb von Consumer-PCs, ist aber angesichts der zusätzlichen Funktionen angemessen. Einziger Wermutstropfen ist die hohe Lautstärke bei längerer Volllast. Wer solch ein Anwendungsprofil hat, sollte stattdessen eine größere Workstation auswählen, die mehr Platz für CPU- und Grafikkartenkühler mitbringt und dadurch leiser arbeitet.

In den von uns getesteten Konfigurationen kann sich die HP Z2 Mini G5 bei der 3D-Leistung durch die stärkere Grafikkarte von den anderen beiden Mini-Workstations deutlich absetzen. Dafür bieten die Dell Precision 3240 Compact und ThinkStation P340 Tiny aber je sechs statt drei Monitoranschlüsse. (chh@ct.de)