Видеокарта nvidia quadro


NVidia Quadro 4000: сравнение, характеристики и отзывы

Признанный лидер по производству дискретных видеокарт «нВидиа» обновила свою линейку графических адаптеров, назвав её именем великого ядерщика Энрико Ферми. В качестве основного показателя достоинств линейки будет рассмотрена карта NVidia Quadro 4000, а для того, чтобы в полной мере оценить преимущества графического чипа вместе с недостатками попробуем сравнить его с предыдущими и более поздними поколениями видеокарт.

Основные принципы работы прошлой серии адаптеров «Квадро» не так сильно изменились, а вот их производительность выросла буквально в разы. По заявлениям самой компании, причиной увеличения мощностей чипа стала именно архитектура Fermi, которая позволила добиться значительного прироста ФПС во всех графических приложениях, оторвавшись по многим показателям от прошлой линейки NVidia Quadro FX.

Технология «Квадро»

После анонсирования брендом новых решений для высокого ценового сегмента в лице моделей «Квадро 4000», 5000 и 6000, серьёзных конкурентов на рынке стало гораздо меньше. А после представления и последующего выпуска более доступных моделей (NVidia Quadro 600 и 2000) компания охватила все сегменты рынка профессиональных графических адаптеров.

Новая линейка «Квадро» во время работы с геометрией показывает отличные результаты, благодаря новой системе масштабирования – Scalable Geometry Engine. Она в состоянии обеспечить стабильную и высокоскоростную работу приложений САПР во время создания цифровых скриптов.

Особенности чипа

Вся линейка работает по современному процессу 40 нм и поддерживает все доступные технологии: «ДиректХ» 11 версии, OpenGL 4.1 и пятую модель пикселей. Видеокарта NVidia Quadro оснащена отлично зарекомендовавшей себя архитектурой CUDA для выполнения параллельных вычислений, которая отвечает за прирост скорости в 3D приложениях.

Технология 3D Vision Pro

В силу популярности 3Д-визуализации все популярные карты, и PNY NVidia Quadro в том числе, могут работать в режиме совместимости с профессиональными стереоочками от «Нвидиа» – 3D Vision Pro. Это обеспечивает оператора новыми и современными возможностями анализа и прочей визуализации в высококачественном 3Д-режиме.

Технология может выступать как профессиональным подспорьем, так и центром развлечений для обычных ЖК-панелей и мониторов, обеспечивая полную и практическую визуализацию совместно с виртуальным окружением.

В копилку достоинств новой технологии, которую можно увидеть начиная с моделей NVidia Quadro K620, можно добавить беспроводную связь на довольно приличном расстоянии, порядка 50 метров, которая стабильно держится, исключая какие-либо наводки или помехи между системами. Технология может быть использована практически в любой области: профессиональное написание 3Д-приложений, медицина (УЗИ), кинотеатры и др.

Итак, перейдём непосредственно к самому обзору NVidia Quadro 4000, после чего проведём сравнение с остальными участниками линейки и видеокартами прошлого поколения.

PNY Quadro 4000

«Квадро 4000» – это первое решение в своём классе для профессиональных графических приложений, которое объединяет в себе улучшенную аппаратную визуализацию и высокопроизводительные видеовычисления, значительно преобразуя рабочий процесс в лучшую сторону.

Модель 4000 почти в пять раз обгоняет линейку NVidia Quadro K620 по производительности, позволяя комфортно себя чувствовать во время работы с широким спектром приложений для дизайна, игр и анимации в целом. Благодаря внедрению новой геометрической технологии видеокарта способна обработать до 890 млн треугольников за одну секунду. Предыдущее поколение чипов компании NVidia Quadro NVS было одобрено и включено в список журнала Fortune 1000, что уже о многом говорит.

Позиционирование

«Квадро 4000» своими техническими характеристиками ориентирована на профессионалов и относится к высокопроизводительным графическим адаптерам. Даже если мощностей чипа покажется недостаточно, благодаря технологии SLI можно установить дополнительные видеокарты в одном системном блоке, тем самым ещё больше увеличив производительность в сложных 3Д-расчётах.

В качестве альтернативы использования операционных систем на платформе «Виндовс» NVidia Quadro 4000 оснащена технологией «Мульти», которая позволяет запустить несколько ОС на одной системе вроде «Линукс» приложений.

Для работы с видеоконтентом в карте предусмотрена технология SDI (Serial Digital Interface) с предустановленными решениями в области захвата, смешивания, подробной фильтрации и финальной обработки всех популярных SDI-форматов. Функция наверняка найдёт своё применение как у профессионалов в сфере кинопроизводства и телевещания, так и у простых почитателей видеоиндустрии.

Конструкция

NVidia Quadro 4000 выполнена в однослотовой стилистике, но тем не менее оснащена мощной и сравнительно тихой системой внутреннего охлаждения, хотя некоторые отзывы пользователей пестрят жалобами на шумность во время сильной нагрузки.

Вся система охлаждения построена в радиаторном ключе с массивным медным основанием и корпусом из алюминия, который плотно соприкасается с видеоадаптером, микросхемами и блоками ВРМ (регулировка напряжений). Тыловая часть оснащена специальной прокладкой, которая рассеивает накопленное тепло, плотно покрывая чипы памяти.

«Квадро 4000» обладает очень высокой производительностью, поэтому нуждается в дополнительном питании, которое осуществляется посредством PCI-разъёма на шести контактах. Накапливающийся горячий воздух выбрасывается за пределы корпуса через специальное отверстие на передней панели, которое находится между интерфейсами подключения девайсов.

Во время тестов максимальная температура рабочей поверхности видеокарты и графического ядра не поднималась выше 93 градусов, но это характерно для всех моделей NVidia Quadro.

Цена видеокарты на авторитетных интернет-ресурсах колеблется в пределах 35 000 рублей.

Сравнение с PNY Quadro 600

В отличие от модели 4000, эта видеокарта относится к чипам начального уровня, но тем не менее она способна выполнять большинство профессиональных графических задач. Процессор адаптера обеспечивает гибкий низкопрофильный баланс между производительностью и потреблением энергии во многих серьёзных приложениях вроде AutoCAD или Autodesk.

Мощностей чипа хватает для базовой работы с вышеупомянутым софтом, но скорость обработки данных в значительно мере отличается от «Квадро 4000» в меньшую сторону. В качестве положительных характеристик можно отметить полную поддержку стандарта EnergyStar, позволяя неплохо сэкономить на электроэнергии, а также наличие архитектуры «Ферми» с поддержкой 30-битных цветов.

Производительность в играх

Что касается компьютерных игр, то модель в состоянии обеспечить стабильную частоту кадров на средних настройках современных игровых приложений, обгоняя такого «монстра» как GeForce GTX580. Но, глядя на общую картину, можно сделать вывод: NVidia Quadro 600 уступает по скорости обработки данных модели 4000, поэтому высокие и ультравысокие настройки в играх не для неё, – могут появиться дёргания, зависания и дестабилизация изображения.

Цена видеокарты на авторитетных интернет-ресурсах колеблется в пределах 8 000 рублей.

Сравнение с PNY Quadro 2000

Позиционирование этой модели заключается в беспрепятственной и стабильной работе с приложениями SolidWorks и AutoCAD. Эту карту, сравнивая с «Квадро 4000», можно отнести к среднему ценовому и технологическому сегменту видеоускорителей.

Модель 2000 хорошее решение для проектирующих компаний и ведущих производителей в области архитектуры и строительства. Модель отличается прекрасным соотношением «цена/качество/производительность». Так же, как и линейка 4000, этот чип работает на архитектуре CUDA c возможностью параллельных вычислений, имеет 30-битную цветовую разрядность и автоматическую балансировку параметров подключаемого дисплея или любого другого внешнего девайса. Это позволяет более эффективно работать с рекомендуемыми программами обработки графических данных.

Так же, как и «Квадро 4000», модель NVidia Quadro 2000 оснащена большим объёмом памяти современного стандарта типа GDDR5 с очень привлекательной пропускной способностью. Характеристики видеокарты позволяют с лёгкостью визуализировать сложные сцены и масштабные модели, но производить сложные вычисления, в отличие от 4000 серии получается с натяжкой, хотя многочисленные отзывы пользователей отмечают, что разница в обработке между 2000 и 4000 не так заметна, как с прошлыми поколениями карт.

Производительность

По результатам тестирования можно сказать, что NVidia Quadro 2000 в несколько раз превосходит одну из самых мощный игровых видеокарт GeForce GTX 580 абсолютно по всем параметрам, значительно обгоняя последнюю по производительности, но немного недотягивая до уровня старшей модели 4000.

Крайне привлекательное отличие 2000 от 4000 серии – это бесшумность. И если старшая линейка при активных нагрузках начинает шуметь, то младшая ведёт себя сравнительно тихо при любом потоке данных, независимо от величины и глубины обработки информации.

Модель отлично себя показывает в современных игровых приложениях на высоких настройка, позволяя почти полностью окунуться в виртуальный мир.

Цена видеокарты на авторитетных интернет-ресурсах колеблется в пределах 20 000 рублей.

Подводя итог

Профессиональные графические решения в лице серии «Квадро» и модели 4000 в частности, сделали гигантский скачок в производительности по сравнению с предыдущими поколениями видеокарт, а инновационная архитектура «Ферми» позволяет творить чудеса во всех известных специализированных приложениях.

Линейка оснащена достаточно большим количеством ядер CUDA, которые в значительной мере обеспечивают прирост производительности как в играх, так и в мощных графических приложениях, что не может быть не замечено профессионалами своего дела.

По результатам проведённых стендовых тестов можно с уверенностью сказать, что различие в прошлых и нынешних поколениях графических ускорителей весьма существенно. И если показатели молодых линеек К620, NVS и «Квадро 600» не так отличаются, то разница между 2000 и 4000 очень ощутима в плане производительности.

Стоит также отметить, что все решения компании линейки «Квадро» разработаны, собраны и обеспечены поддержкой бренда в соответствии со всеми требованиями и стандартами качества, гарантируя продуктам «Нвидиа» лидирующие позиции в плане производительности, надёжности и открывающихся возможностей для всех заинтересованных отраслей.

В плюсы линейки можно отнести гарантийный срок на изделия, который составляет без малого 3 года, а это уже говорит о том, что компания серьёзно относится к своей продукции и не ждёт каких-то проблем в плане брака или снижения номинальных характеристик. Огромное количество положительных отзывов о картах с архитектурой «Ферми» позволяет с уверенностью сказать, что продукция компании продолжает пользоваться исключительным спросом как у профессионалов своего дела, так и у простых геймеров.

В итоге потребитель получил совершенно революционный и универсальный продукт в лице «Квадро». С использованием архитектуры «Ферми» и видеокарт нового поколения с технологией 3D Vision Pro, тот же фильма «Аватар» будет непросто реалистичным, а реальным. Все эффекты и их разновидности, включая высокопараллельные вычисления, работу с трассировкой лучей наделяют обладателя нереальными возможностями создания фото- и видеоматериалов. «Квадро» – это тот уровень, где начинаешь путать реальность настоящую и реальность виртуальную.

fb.ru

Видеокарта Nvidia Quadro 4000: обзор и характеристики :

В пятерку лучших производителей дискретных карт входит известная компания «НВидиа». Она постоянно совершенствуется и предлагает все более улучшенные варианты графических адаптеров, например NVidia Quadro 4000. Характеристики, а также достоинства и недостатки этого решения мы изучим в данной статье.

Так как все познается в сравнении, для того чтобы дать трезвую оценку всем особенностям этой видеокарты, ее нужно сравнить с предшественницами. В этом обзоре мы обратим внимание на NVidia Quadro FX 3450, 4000 SDI: характеристики и особенности этих карт.

Основные принципы строения видеокарты в сравнении с ее предшественниками не сильно переменились. Но производитель явно постарался, чтобы увеличить в несколько раз производительность графических адаптеров. Как удалось этого достичь? Благодаря новому подходу к архитектуре, которая называется «Ферми». Это позволило довольно сильно оторваться от NVidia Quadro FX, и 3450 модели в частности.

Технология Quadro

Интересным ходом компании стало сразу объявить о том, что их новая линия – это принципиально новый и более высокий класс. Производитель сразу подчеркнул, что отныне он работает в более высоком ценовом сегменте. Почему это было мудрым решением? После объявления даты выхода NVidia Quadro 4000 и заявления о ее уровне половина конкурентов отсеялась сразу.

Более того, после выхода этой видеокарты компания смогла во всех сегментах рынка профессиональных графических чипов занять свое место. Как ей это удалось? Для того чтобы гарантировать обеспечение высокоскоростной работы для приложений с системой автоматизированного проектирования, в момент, когда создаются цифровые скрипты, была использована особая система масштабирования, которая во всем мире известна как Scalable Geometry Engine.

Особенности

NVidia Quadro 4000 – это не игровая видеокарта. Она отвечает за прирост скорости в 3D-приложениях. Поддерживает пятую модель пикселей, а также все доступные технологии DirectX 11. Стоит ли говорить про OpenGL 4.1?

Вся эта линейка ценится еще благодаря одной своей особенности. Речь идет о том, что она выполнена по технологическому процессу 40 нм. И хотя его нельзя назвать самым современным, он все еще актуален и позволяет выпускать технику с низким уровнем тепловыделения и высокой при этом производительностью. Именно такой подход позволил разместить чипы 4000m в мобильных вариантах компьютеров, будь то ноутбуки, ультрабуки или же стационарные неттопы.

Особая технология

Так как трехмерная визуализация набирает небывалые обороты, поддерживается возможность работать со стереоочками в режиме совместимости. Почему на это обращается такое большое внимание? Дело в том, что это рабочая видеокарта. Она позволит оператору получить новые возможности в сфере моделирования. Это отличная возможность для роста и совершенствования имеющихся проектов и систем.

NVidia Quadro 4000 в играх слаба, но это отличное сочетание качества и цены для графических приложений профессионального уровня. Это не только шикарная визуализация, но и быстрые и грамотные видеовычисления.

Карта NVidia Quadro 4000 способна обработать около 890 миллионов треугольников всего за одну секунду, что является следствием применения новых технологий. Благодаря таким особенностям она идеально подходит для трехмерного моделирования. Примером может служить работа с такими системами, как Blender, которые позволяют компоновать различные 3D-модели в общие миры и производить рендеринг видеоотрывков, собранных посредством специального ПО.

Позиционирование

Как говорилось ранее, эта видеокарта предназначена для профессиональной работы. Это графический адаптер с высокой производительностью. Интересно, что даже если сам чип справляться с нагрузкой не сможет, разработчики позаботились о том, чтобы технология SLI открывала возможность установки нескольких карт, способных работать параллельно. Что это дает?

Какими бы ни были сложными 3D-расчеты, производительности карты будет достаточно. Более того, эта технология позволяет более комфортно работать с видеоконтентом. Согласно утверждениям производителя, она оснащена заранее установленными решениями для того, чтобы смешивать, захватывать, фильтровать и выполнять другие функции в работе с файлами этого типа.

Что вы знаете о технологии Multi? Обзор NVidia Quadro 4000 был бы не полным, если бы в нем не указывалось использование этой технологии, которая позволяет запустить и работать с несколькими оперативными системами одновременно.

Охлаждение

Система охлаждения NVidia Quadro FX 4000 получила множество положительных рецензий от пользователей из-за своей бесшумности. И хоть некоторые утверждают, что она шумновата при большой нагрузке, вся система построена на радиаторном ключе. Как это выглядит?

Система охлаждения имеет довольно массивное основание, выполненное из меди. Сам корпус алюминиевый, и он очень плотно прижат к микросхемам, блокам регулировки напряжения и видеоадаптерам. Из-за тыловой прокладки накопленное тепло полностью рассеивается, а сами чипы памяти находятся под надежной защитой.

В комбинации с низким выделением тепла вы получаете видеоадаптер, который предназначен для длительной работы при экстремальных нагрузках. Эта особенность будет полезна, если вы планируете обрабатывать большие проекты, и на это будет уходить несколько часов или даже дней. Некоторые пробуют применять эту карточку для майнинга, но это не особо эффективно, так как у нее нет необходимых для этого параметров.

Питание

Из-за высокой производительности NVidia Quadro 4000 2GB является очень прожорливой видеокартой, что требует дополнительного питания. Как этого достичь? При помощи шестиконтактного PCI разъема.

Стоит помнить, что для бесперебойной работы карты на полной мощности требуется блок питания с мощностью не менее 600 Вт. Причем это должен быть качественный модуль, выполненный по современным стандартам с хорошей системой фильтрации радиочастотных помех, иначе стабильная работа системы не гарантируется.

Чтобы горячий воздух не оставался внутри, у видеокарты есть отдельное отверстие, которое позволяет через переднюю панель выкидывать все далеко за пределы карты. Чтобы понять, почему это так важно, стоит знать, что пиковая температура нагрева поверхности на 7 градусов ниже температуры кипения воды – 93 градуса.

Производительность и игры

Видеокарта NVidia Quadro 4000 не предназначена для игр в принципе. Конечно, на средних настройках частота кадров нареканий не вызывает. В принципе, если во время работы решите сделать перерыв и поиграть, с этим у вас не возникнет сложностей, если вы не придирчивы к качеству картинки и ее детализации. Так, параметров будет вполне достаточно, чтобы на минимальных характеристиках запустить практически любую игру до 2016 года выпуска.

А более старые легенды, вроде Dota 2, World of Tanks или GTA V, будут работать и на более высоких параметрах. В любом случае нужно будет грамотно подбирать параметры отображения графики, чтобы поднять количество кадров в секунду до оптимального и при этом не смотреть на уж вовсе изуродованный игровой мир.

Основные возможности GPU

Мы уже говорили вкратце о преимуществах данной карточки перед ее конкурентами в плане выполнения профессиональных задач. Теперь рассмотрим некоторые из них более подробно.

  • Применение недавно разработанной архитектуры под кодовым названием Fermi привело к повышению количества обрабатываемой информации за единицу времени, что позволяет буквально налету визуализировать изменения, вносимые в разрабатываемый проект.
  • Для того чтобы увеличить комфорт при работе с моделями, имеющими большие размеры и, как следствие, состоящими из многих отдельных полигонов, было принято решение сделать отдельный увеличенный буфер кадров, предоставив ему возможность работать на максимально высокой частоте. Благодаря такому подходу вращение модели и внесение в нее изменений происходит максимально плавно.
  • Развитие 64-битных технологий привело к ускорению обработки данных с плавающей запятой. Как отмечает компания-производитель, именно эти видеокарты достигают рекордных значений в данном параметре.
  • Применение двойных движков увеличило возможности относительно одновременной обработки информации из разных источников. Например, карта лучше справляется с трассировкой лучей, цветокоррекцией и моделированием физических явлений в реальном времени за счет одновременной передачи информации между самим GPU и обрабатывающим ее хостом.
  • Унифицированные драйвера облегчают установку и настройку видеокарт от NVidia из профессионального сегмента, а также их замену на более современные модели.

Качество и возможности отображения графической информации

Для того чтобы увеличить комфорт от работы с видеокартой, производитель позаботился о возможности подключения нескольких мониторов одновременно для создания более широкой рабочей области. С этой целью на задней панели расположены два разъема стандарта DVI-I, один DisplayPort и один HDMI. Такой набор позволяет подключать любые профессиональные дисплейные панели, а специально разработанные драйвера – настраивать требуемые параметры цветопередачи и визуализации отображаемой информации.

Разрешение обрабатываемой модели не может не впечатлять, поскольку достигает квадрата со сторонами в 16К пикселей. За счет этого можно создавать модели, требующие невероятно высокого качества отображения после рендеринга. Характеристики NVidia Quadro 4000 позволили добиться того, чего не смог сделать ни один производитель профессионального «железа» до нее.

Если вы хотите проверить, как выглядит то или иное изображение в стереоформате, то вам на помощь придет технология 3D Vision Pro, которая также поддерживается этим видеоадаптером. Единственным условием будет приобретение отдельно специальных очков, однако такой комплект позволит наслаждаться полноценным и реалистичным трехмерным изображением в любое время.

Для того чтобы изображение в трехмерном формате было максимально качественным, предусмотрена возможность синхронизировать его при помощи специального трехпинового разъема, который есть как на самой карте, так и на предназначенных для нее очках виртуальной реальности.

Универсальность в выборе платформы

Каждый дизайнер, который работает в этой сфере, может без труда выбрать, с какой операционной системой ему будет удобнее выполнять поставленные перед ним задачи. Это возможно благодаря тому, что командой опытных программистов постоянно пишутся и обновляются драйвера не только для семейства операционных систем Windows, но и под большинство Linux-сборок. Кроме того, само собой, поддерживаются как 32-битные, так и 64-битные центральные процессоры от двух лидирующих гигантов, а именно Intel и AMD.

Благодаря такому подходу эта карта устанавливается в свои мобильные системы многими производителями, например HP. NVidia Quadro 4000 появляется и в готовых десктопных решениях того же бренда, отчасти благодаря универсальности и низкой шумности во время работы.

Сопровождающие программные продукты

Кроме самих драйверов, с видеокартой поставляются и специально разработанные для нее программы, облегчающие настройку, работу и обслуживание этого модуля. Так, фирменная технология CUDA, реализованная на программном уровне, позволяет производить с помощью видеокарты вычисления, отчасти не связанные с графикой. Это может быть кодировка и обработка файлов изображений или же анализ поведения и динамических характеристик жидких тел.

Производители позаботились и о том, чтобы разработчики программ для работы с графикой смогли максимально оптимизировать свои продукты. С этой целью им предоставляется доступ к NVidia API, благодаря которому они могут максимально задействовать потенциал видеоадаптера и оптимизировать обработку любых типов данных через него.

Благодаря программируемой структуре GPU профессионалы, работающие с ним, могут применять свои знания в языке Cg, специализированном для программирования шейдеров. Как результат они могут создавать сцены и проекты без задержек, в реальном времени, а также интегрировать фотореалистичные эффекты в собственные модели.

Вывод

Если подытожить всю информацию, предоставленную в этом обзоре, можно сделать вывод, что NVidia Quadro 4000 является сугубо профессиональной видеокартой. Это не означает, что она предназначена только для работы и игры с ее помощью запускаться не будут. Скорее наоборот, ее просто нет смысла приобретать, если вы планируете использовать ПК только для игр, ввиду ее более высокой стоимости, чем у рядовых аналогичных решений.

www.syl.ru

Зачем нужны видеокарты Quadro

Разбирая процесс сборки компьютера для 3D, я довольно категорично высказался по поводу низкой производительности видеокарт Quadro. Думаю стоит пояснить, что я имел в виду GPU-рендеринг (визуализация силами видеокарты, а не процессора как обычно), а также слабые технические характеристики в сравнении с картами серии GeForce.

Но! Маркетинг гласит, что вещь стоит столько, сколько за нее готовы заплатить, а вовсе не сколько она стоит реально (привет команде Apple). nVidia предлагает профессионалам от 3D раскошелиться и покупать откровенно слабые устаревшие железяки с надписью Quadro мотивируя тем, что это «действительно профессиональные решения». А чтобы мы не сомневались все новые видеокарты GeForce на уровне драйверов ограничиваются так, чтобы большие и тяжелые сцены работали в 3-6 раз медленнее. Сколько раз nVidia была уличена в такого рода трюках не поддается описанию (любопытных отсылаю к интересному обзору). В общем запомните: Quadro — значит «вчетыредорога»!

А теперь о грустном: альтернативы нет! Если ваши сцены стали медленно ворочаться в видовых окнах, а вам надо работать, то выбора нет — вам нужна эта чертова Квадра!

Но уж лучше купить Quadro осознанно, от необходимости(!), а не тогда, когда вы в запале «мне надо собрать супер-комп и тогда я буду делать супер-3D», а мальчик-продавец потирая руки говорит вам: «да-да, все профессионалы работают на Quadro, GeForce — это же непрофессиональное решение». И вы под апплодисменты вываливаете кучу денег, все улыбаются, пожимают вам руку: «Вот это настоящий профессионал, он выбрал Квадру!», со всех отделов бегут посмотреть на человека, который купил дорогущую железяку, валявшуюся на складе год, директор магазина собственноручно стер пыль с коробки… Кто не понял, это был сарказм.

Резюмирую: выбрать идеальную видеокарту по обзорам в интернете у вас вряд ли получится, смиритесь. Это можно сделать лишь попробовав поработать именно с вашими проектами. С моей стороны было бы абсолютным свинством рекомендовать начинающим серию Quadro.

Тем кто первый раз собирает себе достаточно мощный компьютер я рекомендую приобрести производительную модель серии GeForce, это также идеальное решение для GPU-рендеринга, и, главное, это недорого (да, я сам не люблю тратить деньги в угоду брендам и моде, но 500-800$ за видеокарту для работы — это недорого, как бы это пафосно не звучало).

Quadro выбирают тогда, когда большие тяжелые сцены слишком медленно поворачиваются в видовых окнах. И это действительно решает проблему интерактивной работы, но, к сожалению, для GPU-рендера такие карты откровенно слабы. И если уж вы действительно собрались приобрести Квадру, то по цене Quadro-решение должно быть минимум раза в полтора дороже нежели альтернатива GeForce. Такой маркетинг!

Автор: Александр Миловский

Часть 1. Общие рекомендации по выбору компьютера для 3D Часть 2. Хараткеристики видеокарт Часть 3. Промежуточные Итоги Часть 4. Бюджетные решения Часть 5. Зачем нужны видеокарты Quadro

milovsky.ru

Профессиональные видеокарты на процессорах NVIDIA Quadro

Максим Афанасьев

Преимущества профессиональных решений NVIDIA Quadro FX

Видеокарты серии NVIDIA Quadro

Заключение

На протяжении последних 10 лет корпорация NVIDIA выпускает профессиональные решения для визуализации и вычислений — серию графических ускорителей NVIDIA Quadro. Эти графические ускорители предназначены для профессионалов, которым требуются высокая стабильность работы и максимальная производительность оборудования для деятельности в таких областях, как CAD, DCC, визуальные вычисления, исследования, анализ и визуализация сложных моделей. Решения NVIDIA Quadro разработаны с учетом этих требований и позволяют задействовать все возможности программного обеспечения, которому необходима такая графическая подсистема.

Современные приложения для работы с компьютерной графикой очень требовательны к графической подсистеме персонального компьютера. Большинство современных графических ускорителей условно можно разделить на два направления. К первому направлению, которое сейчас очень быстро развивается, относятся игровые графические ускорители. Игровые видеокарты обладают большим объемом графической памяти и мощными графическими процессорами, которые способны рассчитывать сложную геометрию, реалистичные шейдеры различных поверхностей и умопомрачительные эффекты. Второе направление  — это профессиональные графические ускорители, ориентированные на применение в областях компьютерной графики, проектирования и визуализации. Нельзя не упомянуть и о новом ответвлении профессиональных графических адаптеров, которое можно назвать третьим направлением. Оно ориентировано на вычисления, где требуются большие вычислительные мощности: научные исследования, геологоразведка, финансы, энергетика и  др. Благодаря своей уникальной архитектуре графические ускорители способны выполнять сложные математические расчеты, превосходя центральные процессоры в несколько раз. Но вернемся к профессиональным графическим адаптерам.

Преимущества профессиональных решений NVIDIA Quadro FX

Первое, на что стоит обратить внимание читателей, — основные преимущества и отличия профессиональных графических ускорителей NVIDIA Quadro от игровых графических адаптеров на базе NVIDIA GeForce.

Неискушенному пользователю может показаться, что видеокарта игровой серии GeForce предоставляет очень большие возможности при работе с приложениями 3D-графики и анимации, однако давайте сравним карты GeForce и Quadro FX и посмотрим, в чем заключаются их ключевые технические различия.

В табл. 1 рассматриваются основные технологические различия семейств Quadro и GeForce.

Таблица 1. Технологические различия семейств Quadro и GeForce

Графические видеокарты на базе NVIDIA GeForce

Графические видеокарты на базе NVIDIA Quadro

Гарантийный срок

24 месяца

36 месяцев

Производство

Спецификации носят рекомендательный характер и могут быть изменены

Соблюдаются все технологические нормы и спецификации

Программная поддержка

Только поддержка драйвера

На уровне приложений

BIOS

BIOS от производителя

BIOS от NVIDIA

Сертификация независимых разработчиков (ISV)

Не подлежит сертификации

Сертифицированы ведущими производителями ПО

Технология OpenGL

Нет полноценной поддержки на аппаратном уровне

Полная аппаратная поддержка

Обращаем также внимание читателей на то, что производством профессиональных графических адаптеров в мире занимаются лишь несколько компаний, в то время как производством игровых видеокарт — несколько десятков. Соответственно компании NVIDIA проще уследить за полным соблюдением технологических норм и процессов для профессиональных устройств.

Профессиональные графические приложения предъявляют иные требования к видеоподсистеме, нежели компьютерные игры. В игровых приложениях требования к качеству прорисовки сцены не очень велики и наиболее важным параметром является скорость прорисовки текстур и заполнения сцены, а также получение наибольшего количества FPS. При работе же с профессиональными приложениями, например с системами автоматизированного проектирования или моделирования, необходимо обеспечить максимальное качество сложного изображения, выводимого в реальном времени, при приемлемой производительности. Для этого предусмотрен ряд следующих оптимизированных функций и технологий, аппаратно поддерживаемых ускорителями NVIDIA Quadro и используемых в популярных программных пакетах:

  • 12-bit Sub-Pixel Precision (12-битная субпиксельная точность);
  • Extended programmability (возможность расширенного программирования шейдеров) — поддерживается Shader Model 4.0;
  • поддержка краевого сглаживания пикселов и линий. При выводе изображения трехмерной модели в реальном времени требуется максимально точно показать контуры объекта, при этом сглаживать остальное изображение не нужно;
  • аппаратная поддержка OpenGL и расширений, драйвер OpenGL сертифицирован независимыми разработчиками приложений. Например, расширения позволяют без снижения производительности выводить сложные курсоры или выделять какой-либо объект на сцене, не внося в нее серьезных изменений;
  • аппаратное ускорение вывода окон, курсора и меню поверх трехмерных моделей. Оптимизированная работа подсистемы памяти и драйвера OpenGL позволяет без искажений изображения и снижения производительности выводить окна и элементы меню поверх 3D-сцены с включенным антиалиасингом (Anti-Aliasing);
  • аппаратное ускорение плоскостей разреза в системах автоматизированного проектирования и 3D-моделирования. Довольно часто при проектировании необходимо удалить часть изображения, чтобы заглянуть внутрь модели. Ускорители NVIDIA Quadro поддерживают выполнение этих операций без снижения производительности;
  • оптимизированная архитектура подсистемы памяти позволяет максимально эффективно использовать имеющуюся физическую память при работе с любыми приложениями;
  • поддержка специальных алгоритмов расчета освещения дает возможность получать более реалистичные изображения моделей в реальном времени;
  • аппаратная поддержка двойной буферизации стереоизображений позволяет добиться высочайшего качества изображения при максимальных частотах развертки;
  • графический конвейер разрядностью до 384 бит поддерживает сложные математические вычисления высокой точности для достижения несравненного визуального качества. 128-битная точность операций с плавающей точкой на каждый компонент (RGBA) обеспечивает миллиарды оттенков в широчайшем динамическом диапазоне;
  • сертификация ведущих производителей программного обеспечения позволяет гарантировать, что лучшие программные пакеты будут полностью совместимы с ускорителем NVIDIA Quadro и смогут полностью раскрыть его потенциал;
  • для некоторых приложений, например AutoCAD и 3ds max, существуют бесплатные оптимизированные дополнения, которые расширяют функциональность и значительно повышают производительность;
  • круг задач, для работы с которыми оптимизированы графические ускорители NVIDIA Quadro, не ограничивается 3D-приложениями. Для систем нелинейного видеомонтажа существуют OpenGL-фильтры, наложение которых в реальном времени производит видеокарта.

Кроме того, с помощью решений NVIDIA Quadro могут создаваться целые виртуальные студии, а также эффектные заставки, выводимые поверх изображения, например, во время трансляции спортивных мероприятий. Несколько ускорителей NVIDIA Quadro могут быть синхронизированы для вывода изображения на множество мониторов, объединенных в видеостену (Quadro Plex или Quadro FX с G-Sync). Графические карты NVIDIA Quadro FX могут быть объединены с помощью технологии NVIDIA SLI  — таким образом можно существенно повысить производительность системы в ряде приложений. Эта технология применяется также в обычных игровых видеоадаптерах и уже хорошо себя зарекомендовала.

Графические адаптеры для домашнего пользования быстро устаревают, и смена поколений таких устройств порой может проходить не один раз в год. Профессиональные графические адаптеры рассчитаны на долгий срок службы, и производитель гарантирует их доступность в течение трех лет с момента выпуска модели.

Совсем недавно компания NVIDIA представила широкой общественности профессиональные графические ускорители последнего, 10-го поколения. Отметим, что за прошедшее десятилетие она выпустила большое количество различных высокопроизводительных графических процессоров, а также, что немаловажно, предложила множество новых инновационных технологий, без которых трудно представить современную работу с компьютером.

Среди множества технологий, используемых в профессиональных графических адаптерах последнего поколения, стоит отметить несколько основных, которые появились относительно недавно и активно внедряются. NVIDIA Quadro — это целая платформа для визуальных вычислений. На данный момент в нее входят следующие возможности и технологии.

NVSG Scene Graph  — комплект инструментов разработчиков NVIDIA Scene Graph (NVSG). Это объектно-ориентированная библиотека инструментов для создания приложений, основанных на графах. NVSG 2.1 обеспечивает полный набор классов С++, которые разработчики могут легко комбинировать и расширять для создания быстрых и надежных приложений. Эти классы составляют иерархию объектов, которая может быть использована для представления трех пространственных измерений — размера, местоположения или размещения и визуального представления.

NVIDIA SLI Multi-OS  — новая технология, которая впервые обеспечивает поддержку 3D-виртуализации на рабочей станции на базе графических адаптеров NVIDIA Quadro. Благодаря технологии SLI Multi-OS приложения и пользователи способны оптимизировать продуктивность и расходы путем использования многочисленных технологий на одной рабочей станции в виртуализированном пространстве. Данная технология актуальна для разработчиков, которые разрабатывают специализированное программное обеспечение для визуализации и вычислений под несколько ОС одновременно. В ней внедрена поддержка как хостовой, так и гостевой операционных систем, причем это могут быть как Windows-, так и Linux-системы, запускаемые на ОС Windows или Linux.

Сегодня виртуализация является неотъемлемой частью производства, тем более в области разработки программного обеспечения и применяется даже в экономических бизнес-системах и других областях. На данный момент аппаратная поддержка графического процессора на виртуальных машинах осуществляется, когда хост-система и гостевая ОС одного типа — например Microsoft Windows или Linux. При этом для каждой виртуальной машины требуется свой графический процессор. Возможности виртуализации сегодня также ограничены тем, что графический процессор может работать только с хост-системой, даже если в системе присутствуют два графических ускорителя.

Технология Multi-OS снимает эти ограничения и предоставляет разработчику больше возможностей для реализации своих планов. Таким образом, при применении одной рабочей станции с виртуальной машиной и технологиями NVIDIA Quadro можно сэкономить на затратах, связанных с обслуживанием, оборудованием и налаживанием систем охлаждения. При этом работа может вестись практически на любой гостевой операционной системе с применением аппаратного ускорения и не только на одной хост-системе или однотипной гостевой ОС. Также стоит отметить, что в режиме SLI Multy-OS система полностью поддерживает режим 3D-ускорения на всех графических платах, установленных в рабочей станции.

Следующим интересным пунктом является работа с 30-битным цветом, что позволяет визуализировать миллиарды цветов и при этом видеть изображения с максимальной отдачей и реалистичностью. Особенно это поможет фотографам и специалистам по цветокоррекции и композитингу. Ведь передать цвета в том виде, в каком они требуются, очень сложно, и ранее это было доступно только посредством специальных дополнительных устройств и оборудования. Правда, для этого необходимы также профессиональные дисплеи, способные отображать изображение высокого качества.

Технологии Mental ray, Reality server  — разработки компании Mental Images. Визуализатор Mental ray уже давно предоставляет  возможности по визуализации с помощью графических процессоров и OpenGL, а сейчас они расширены еще больше. Технология Reality server предназначена для удаленной визуализации и больше ориентирована на визуализацию для веб-приложений, то есть, отправив модель на сервер, где применяются Reality server и графический ускоритель NVIDIA Quadro, можно сразу же получить результат визуализации. Для создания шейдеров здесь используется приложение Mental Mill, а сами шейдеры компилируются на языке CgFX или HLSL, а также на C++ (для последующего применения в Mental ray).

Революционная архитектура CUDA . Нельзя обойти вниманием и поддержку интерфейсов CUDA и OpenCL, которые позволяют применять возможности графического процессора для вычислений общего назначения. На данный момент архитектура CUDA и приложения, использующие поддержку этой технологии, активно развиваются, что позволяет выполнять расчеты и визуализацию с помощью графического процессора как дополнительного процессора или основной системы визуализации. Благодаря массивно-параллельной архитектуре графический процессор способен выполнять в несколько десятков раз больше операций в расчетах по сравнению с центральным процессором (в расчетах с одинарной точностью).

С помощью CUDA графические видеокарты NVIDIA могут быть применены в самых разных расчетах и для решения широкого спектра задач. При этом производительность во многих расчетах повышается в несколько десятков раз. Это, конечно, впечатляет, если не одно маленькое ограничение — математика. Сами принципы программирования основываются на применении возможностей CPU. Поэтому никак не обойтись без расчетов центральным процессором. Но NVIIDIA CUDA позволяет создавать алгоритмы, которые используют центральный и графический процессоры, в этом случае графический процессор используется как сопроцессор, хотя тот факт, что сопроцессор выдает мощность больше, чем центральный процессор, впечатляет.

Инновационные технологии NVIDIA CUDA уже получили распространение за рубежом и применяются в таких областях, как медицина, молекулярная динамика, кодирование видео, аэрофизика, финансовые симуляции, вычисления линейной алгебры, квантовая химия, расшифровка генов и многое другое.

Вот некоторые отличительные особенности архитектуры CUDA:

  • использование стандартных языков — C, C++, Fortran;
  • поддержка интерфейсов OpenCL и DirectCompute;
  • работа во всех современных операционных системах, таких как Microsoft Windows, Apple Mac OS и Linux.

Графические процессоры NVIDIA Quadro совместно с технологией NVIDIA CUDA могут применяться для расчета трассировки лучей (Raytracing), физических симуляций и многого другого. Однако стоит отметить, что трассировку лучей все равно не получается рассчитывать так быстро, как хотелось бы, особенно это заметно на приложениях, которые уже созданы с применением NVIDIA CUDA. А вот расчет физики с использованием этой технологии и графических адаптеров NVIDIA Quadro выполняется во много раз быстрее.

Технология SLI Mosaic Mode  — основанная на драйвере Quadro система управления отображением на огромных дисплеях, поддерживающих разрешение до 4   k. Благодаря масштабируемости таких систем, то есть возможности объединения в один кластер нескольких Quadro Plex, можно расширять масштабы изображений — от 4 k на одном дисплее или проекционном экране до отображения сразу на нескольких дисплеях с разрешением 4 k изображения в разрешении до 8  k (на восьми дисплеях). Это особенно полезно, когда требуется рассмотреть множество деталей в создаваемой модели. К примеру, это может быть сейсмологическая модель, медицинская визуализация небольших участков с максимальной детализацией или презентация в большом зале, когда требуется обеспечить высокое качество изображения, не потеряв ни единой детали. Главной особенностью этой технологии является то, что ОС воспринимает все дисплеи как один экран с большим (суммарным) разрешением, что позволяет запускать любое приложение «во всю стену» — у программы это проблем не вызовет.

Также стоит отметить, что все видеокарты профессиональной серии поддерживают широко известные стандарты Shader Model 4.0, OpenGL3.0, Microsoft DirectX10 и FSAA.

Безусловно, рассмотрение технологических достоинств профессиональной серии NVIDIA Quadro — это хорошо, но давайте обратим внимание и на сами видеоадаптеры, любезно предоставленные представительством компании PNY Technologies в России.

Видеокарты серии NVIDIA Quadro

PNY Quadro FX380 и PNY Quadro FX580

Модели Quadro FX380 и Quadro FX580 относятся к видеокартам начального уровня. Они имеют приемлемую цену для домашних пользователей, которые профессионально занимаются 3D-графикой.

По своим характеристикам эти видеокарты очень похожи. Обе они были выпущены на рынок в этом году и представляют собой решения на базе последних графических процессоров компании NVIDIA Quadro. Данные видеокарты ориентированы на компьютерных художников и дизайнеров, которые с их помощью смогут создавать качественные трехмерные проекты на профессиональной платформе. Графические карты NVIDIA Quadro FX380 и NVIDIA Quadro FX580 от компании PNY полностью соответствуют стандартам EnergyStar, отличаясь экономным расходом электроэнергии. По сравнению с обычными видеокартами они обеспечивают более высокую производительность и экономичность за счет автоматической настройки параметров дисплея, а также совместимость со всеми основными приложениями.

PNY Quadro FX380

PNY Quadro FX580

Видеокарта PNY Quadro FX380 имеет однослотовое исполнение, то есть занимает один разъем в корпусе компьютера. На задней стенке расположены два разъема DVI-I с поддержкой режима Dual-Link. В качестве системы охлаждения используется алюминиевый радиатор с управляемым 4-контактным 60-миллиметровым вентилятором. Кулер видеокарты охлаждает только сам видеопроцессор, чипы памяти производства компании Hynix системы охлаждения не имеют.

По заявлению производителя графического процессора, видеокарты Quadro FX380 имеют на 50% больший прирост производительности в сравнении с предыдущей видеокартой Quadro FX370.

Видеокарта PNY Quadro FX580 также выполнена в однослотовом исполнении. На задней плашке видеокарты расположены один разъем DVI-I и два разъема DisplayPort. Кабели DisplayPort идут в комплекте с видеокартой. Отметим, что DisplayPort — новый стандарт сигнального интерфейса для цифровых дисплеев. Он предлагает в качестве наиболее современного интерфейса соединения аудио- и видеоаппаратуры, в первую очередь для соединения компьютера с дисплеем или компьютера и систем домашнего кинотеатра. Этот стандарт имеет вдвое большую пропускную способность, чем Dual-Link DVI, низкое напряжение питания и низкие посторонние наводки. Технология, реализованная в DisplayPort, позволяет передавать одновременно как графические, так и аудиосигналы. Основное его отличие от популярного ныне стандарта HDMI — более широкий канал для передачи данных (10,8 вместо 5 Гбит/с), что обеспечивает поддержку более высоких разрешений. При этом максимальная длина кабеля DisplayPort в три раза больше, чем у HDMI, и может достигать 15 м. Вместо HDCP, защиты от копирования, используемой в стандарте HDMI, здесь применяется новая технология DPCP (DisplayPort Content Protection) с 128-битным шифрованием.

Система охлаждения в этой модели построена на базе одного крупного алюминиевого радиатора и управляемого 4-контактного вентилятора. Система охлаждения охлаждает не только сам графический чип, но и микросхемы памяти.

Основное различие между двумя этими очень похожими видеокартами заключаются в том, что графический чип NVIDIA Quadro FX 580 имеет на 30% большую производительность, чем видеокарты на базе Quadro FX 380, а также поддерживает работу с 30-битным цветом. Обе видеокарты поддерживают архитектуру CUDA для вычислений на GPU и 128-битный интерфейс памяти. Младшая модель, PNY Quadro FX380, имеет в два раза меньший объем памяти стандарта GDDR3 — 256 Мбайт и меньшее количество ядер CUDA — 16.

Краткие технические характеристики видеокарт приведены в табл. 2.

Таблица 2. Технические характеристики видеокарт

Видеокарты

Характеристики

PNY Quadro FX380

PNY Quadro FX580

PNY Quadro FX1800

PNY Quadro FX3800

Количество ядер в процессоре CUDA

16

32

64

192

Объем памяти

256 Мбайт GDDR3

512 Мбайт GDDR3

768 Мбайт GDDR3

1 Гбайт GDDR3

Интерфейс памяти

128-битный

128-битный

192-битный

256-битный

Полоса пропускания

22,4 Гбит/с

25,6 Гбит/с

38,4 Гбит/с

51,2 Гбит/с

Максимальное потребление энергии

34 Вт

40 Вт

59 Вт

107 Вт

Количество занимаемых разъемов

1

1

1

1

Каналы вывода

DVI-I + DVI-I

DVI-I + DP + DP

DVI-I + DP + DP

DVI-I + DP + DP + ST (опционально)

Двухканальные DVI

2

1

1

1

Рекомендованная розничная цена младшей модели, PNY Quadro FX380, составляет в среднем 183 долл., а старшей PNY Quadro FX580 — 287 долл. Стоит еще раз отметить, что именно эти модели ориентированы на использование в домашних компьютерах начинающих художников.

PNY Quadro FX1800

Графическая карта NVIDIA Quadro FX1800 от компании PNY предназначена для работы с более мощными программными приложениями. Она относится к средней ценовой категории профессиональных видеокарт и пришла на смену успешной модели Quadro FX1700. Компания NVIDIA позиционирует ее как оптимальное решение для работы с программами SolidWorks и AutoCAD. Эта карта представляет собой решение нового поколения из самой востребованной серии среднего уровня и создана для ведущих производителей и проектирующих компаний. Данная модель отличается хорошим соотношением цены и производительности. Графическая карта NVIDIA Quadro FX1800 имеет архитектуру параллельных вычислений NVIDIA CUDA, поддерживает 30-битную глубину цвета и автоматическую настройку параметров дисплея, что дает возможность эффективно работать с рекомендуемыми приложениями. Графический процессор, установленный в этой видеокарте, имеет 64 ядра. По сравнению с бюджетной серией видеокарт эта модель имеет более широкую шину памяти — 192 бита и больший объем видеопамяти — 768  Мбайт.

PNY Quadro FX1800

Видеокарта PNY Quadro FX1800 имеет более мощную систему охлаждения, которая покрывает всю ее лицевую часть. Алюминиевый радиатор и управляемый вентилятор охлаждают как графический процессор, так и микросхемы памяти. На внешней панели эта видеокарта также имеет один двухканальный разъем DVI-I и два разъема DisplaPort. Она почти в два раза длинее, чем видеокарта PNY Quadro FX380.

По заявлению компании NVIDIA, видеокарты на базе графических процессоров Quadro FX1800 имеют 25-процентный прирост производительности по сравнению с видеокартами на базе графических процессоров Quadro FX580. Ориентировочная стоимость данной модели составляет 763 долл.

Технические характеристики этой модели приведены в табл.   2.

PNY Quadro FX3800

Совсем недавно видеокарты NVIDIA Quadro FX3800 от компании PNY были включены в список Fortune 1000. Эта модель ориентирована на профессионалов и относится к высокопроизводительным видеокартам. Она сильно отличается от трех других участников нашего обзора. Данная видеокарта поддерживает технологию SLI, что обеспечивает возможность установки сразу нескольких видеокарт на одном ПК и объединения их производительности. Профессионалы в области дизайна и видео смогут использовать все преимущества технологии NVIDIA SLI Multi OS, которая позволяет запускать несколько Windows- или Linux-приложений на одной платформе и обходиться без двойных систем. Также это одна из немногих профессиональных видеокарт, которая поддерживает технологию SDI. Отметим, что предыдущая видеокарта Quadro FX3700 не поддерживала данную технологию. Линейка видеокарт SDI — это серия интегрированных графических решений для захвата, обработки, смешивания, фильтрации и финальной выдачи всех SDI-форматов видео для профессионалов в сфере телевещания, видео и кинопроизводства. Стоит также отметить, что эта видеокарта поддерживает режим 3D Stereo, в отличии от более дешевых профессиональных графических адаптеров.

PNY Quadro FX3800

Система охлаждения, применяемая в этой модели, основана на большом алюминиевом радиаторе с 4-контактным управляемым вентилятором. Кулер охлаждает как графический процессор, так и чипы памяти. Поскольку эта модель имеет достаточно мощный графический процессор, ей необходимо дополнительное питание, разъем для которого выведен на боковой стороне корпуса видеокарты. Переходник для питания включен в комплект поставки. На лицевую панель выведены разъем DVI-I и два разъема DisplayPort. Разъемы SDI и SLI расположены на верхней части видеокарты. Для подключения устройств SDI в дополнение к видеокарте нужны платы SDI-input и SDI-output, которые подключаются через специальный разъем.

Данная модель обладает 192 графическими ядрами и внушительным объемом видеопамяти в 1 Гбайт. Также нельзя не отметить увлеченную шину обмена памяти в 256 бит, поддержку вычислений с повышенной точностью (FP64) и совместимость со стандартом IEEE-754.

Краткие технические характеристики видеокарты приведены в табл. 2.

Ориентировочная цена видеокарты PNY Quadro FX3800 составляет 1409 долл.

Заключение

В качестве заключения стоит отметить, что практически во всех моделях (начиная с Quadro FX580) используется новый стандарт DisplayPort, который может передавать еще более детальные и точные изображения. При этом поддержка 30-битного цвета очень важна для профессионалов, занимающихся графикой. Исключением здесь является самая младшая модель — NVIDIA Quadro FX380, которая не имеет поддержки 30-битного цвета и возможности выводить изображение на дисплей через стандарт DisplayPort.

Новое поколение профессиональных графических видеоадаптеров на базе NVIDIA Quadro дает пользователям все возможности по управлению и отображению создаваемых ими проектов и в работе, требующей больших вычислительных мощностей. Это качественный производительный инструмент для настоящих профессионалов.

Редакция благодарит представительство компании PNY Technologies в России за предоставленные для обзора видеокарты PNY NVIDIA Quadro FX380, PNY NVIDIA Quadro FX580, PNY NVIDIA Quadro FX1800 и PNY NVIDIA Quadro FX3800.

САПР и графика 8`2009

sapr.ru

Nvidia для профессиональных 3D приложений

Пол года назад я искал себе видеокарту, на которой я смог бы заниматься 3d моделированием, и рендерингом на GPU. В связи с появлением на рынке большого числе рендеров на CUDA мне не терпелось приобрести видеокарту с поддержкой CUDA, а именно Nvidia. Как некоторые уже знают, Nvidia выставляет на продажу видеокарты нескольких моделей Geforce, Quadro, Tesla, ION, Tegra. В этом коротком сравнении упустим ION и Tegra, т.к. предназначены для мобильных устройств и слабые по производительности. Нам нужна мощь!

Nvidia power...

ЧТО ГОВОРИТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Geforce — видеокарты, ориентированные на потребительский рынок и на геймеров, в частности.

Если вам интересны игры — Geforce лучший вариант для этого. Видеокарты лучше всего показывают себя в играх, имеют высокие частоты, не дороги, наиболее прожорливы при нагрузке. В качестве общих вычислительных задач (Cuda, OpenCL) жефорсы упоминаются достаточно редко. Имеет PhysX, именуемый крутейшим аппаратным решением по ускорению физики.

Досуг обладателя Geforce (Battlefield 3).

Quadro — видеокарты для пользователей профессиональных приложений 2D и 3D.

Если вы занимаетесь с пакетами 3д моделирования, CAD, сложной векторной графикой — то Вам подойдет Квадра. Сложные модели на экране рендерятся быстрее, меньше «рывков». Квадры, сравнимые по производительности с Жефорсами в играх будут в несколько раз дороже. На картинках сайта nvidia можно увидеть уже больше Куды, чем на жефорсах. То бишь, видеокарты профессиональные, даже вычислениям общего назначения быть!

Работа обладателя Quadro (Autodesk Alias Studio).

Tesla — вычислительные системы для научных и технических вычислений общего назначения.

Тут во всю рекламируется CUDA, как крутейший инструмент вычислений общего назначения. Всюду плакаты с аэродинамическими вычислениями, воксельным сканнированием человеческого тела, графические модели нагрузок, и нереально быстрый рендеринг на iRay. На Tesla отсутствуют видеовыходы, так же как и нету аппаратной растеризации: не работает ни OpenGL, ни DirectX.

Работа обладателя Quadro + Tesla (Quadro — 3d графика, Tesla — молекулярная динамика). ***

НЕБОЛЬШОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Когда начал разбираться в их различии, был удивлен тем фактом, что видеокарты GeForce, Quadro, Tesla используют одинаковые графические чипы. Рассмотрим видеокарты с одинаковым, уже не самым новым, чипом GF100 имеет (512 CUDA ядер): Одночиповые: GeForce: GTX465, GTX470, GTX480 Quadro: 4000, 5000, 6000 Tesla: C2050, C2070, M2050, M2090 Рассмотрим по одному представителю с каждого семейства поподробнее.

GeForce GTX480

Некогда топовая игровая видеокарта.

Стоимость: на момент выпуска около 500$ (сейчас бу и за 300 видел), на данный момент не выпускается (на смену пришли GTX580 512 ядер, и GTX680 1536 ядер)

Количество ядер CUDA — 480. Объем памяти 1.5 Gb. Производительность float: Одинарная точность: 1344,9 Гфлопс. Двойная точность: 168,1 Гфлопс. (Существует более урезанная версия GTX470, сейчас можно найти по цене меньше 250$, 448 ядер CUDA, 1.25 Gb)

Quadro 5000

Одна из лучших видеокарт для профессиональных приложений.

Стоимость: по данными Amazon около 1700$. Выпускается.

Количество ядер CUDA — 352. Объем памяти 2.5 Gb. Производительность float: Одинарная точность: 718.08 Гфлопс. Двойная точность: 359.04 Гфлопс. (Стоит обратить внимание на Quadro 6000, 448 ядер, 515 Гфлопс двойной точности, 4000$)

Tesla C2075

Стоимость: по данными Amazon около 2200$. Тоже выпускается. Количество ядер CUDA — 352. Объем памяти 6 Gb. Производительность float: Одинарная точность: 1030 Гфлопс. Двойная точность: 515 Гфлопс.

Что мы видим?

Заметим, что по float производительности выигрывает GeForce GTX480. Причиной тому самое большое количество рабочих ядер и самые высокие частоты среди аналогов. Это нужно для преобразования координат объектов в играх, расчета теней, расчета пиксельных и вершинных шейдеров. В конечном итоге — чтобы игра «летала». Но, чтобы для научных исследований, моделирования динамики жидкостей и газов покупали Теслы и Квадры — в двойной точности производительность сильно урезана, и уступает аналогам. Соотношение производительности:

GeForce: double/float — 1/8

Quadro и Tesla: double/float — 1/2 Кроме того, самым малым объемом памяти обладает тот же GTX480. Для игр достаточно, но если хотите провести расчет аэродинамики — покупайте что-то посерьезнее. ***

ЧЕГО НУЖНО?

(Людям, занимающимся 3d графикой) 1. Поменьше тормозов во время редактирования 3d модели. 2. Некоторых интересует возможность быстрого рендеринга на GPU.

3D производительность GeForce vs Quadro

Из информации изложенной выше может показаться, что профессиональными приложениями на GeForce не пользуются из-за того, что имеет малый объем памяти, но это не так. Ролик покажет Вам, почему «плохая Квадра» лучше «хорошего Жефорса» в профессиональных приложениях.

Quadro 600: 1Gb, 96 ядер CUDA, 150у.е. GTX560Ti: 1Gb, 384 ядра CUDA, 250у.е. (Цены взяты из Amazon) Выходит, Nvidia тщательно следит, чтобы 3d производительность в профессиональных приложениях Geforce уступали Quadro при соизмеримых ценах. Как могут быть реализованны тормоза во вьюпорте?

Дело в том, что количество полигонов в играх существенно меньше, чем у профессионалов в профессиональных приложениях. В играх редко доходит до одного млн полигонов, а в профессиональных — десятки миллионов.

Тут можно сделать так: урезать производительность при преобразовании координат вершин. Если вершин больше определенного количества — то поставить задержку перед отрисовкой последующих вершин. Либо установить задержку при отрисовке треугольников. Если больше определенного количества — то поставить задержку перед отрисовкой каждого последующего треугольника.

Маленькое лирическое отступление, или Nitrous в 3ds Max.

Меня ввел в заблуждение Nitrous движок в 3ds Max, который стоит рядом с OpenGL и DirectX. Это как? В Autodesk есть что-то, что вызывает Нитрос, аппаратная поддержка которого, оказывается, есть на каждой уважающей себя видеокарте, но знает о ней только 3Д Макс?

Ну, можно составить небольшую логическую цепочку. Autodesk является богатой корпорацией, и в хороших партнерских отношениях с производителями ATI и Nvidia. Повышать нужно продажи своего детища же! А как бы заинтересовать потребителей? Производительностью же! Итак, GeForce GTX580 (да, купил я именно её), 7.3 млн треугольников, 2560 Torus Knot-ов, без теней и без Adaptive degradation.

Nitrous — 42 fps; Direct3d — 13 fps; OpenGL — 2 fps. OpenGL — тормозит. DirectX — намного лучше. А Nitrous — круче всех, оказывается! Что же нитрос тогда? Два варианта: 1. Это OpenGL/DX в котором убраны дополнительные тормоза во вьюпорте, созданные умышленно в OpenGL/DX режимах. 2. Это OpenGL/DX, который умеет обращаться к аппаратным функциям игровых видеокарт, и проявлять в них квадровые способности! И я склонен именно к 2 варианту, т.к. в Blender и в Rhino3D это же самое дико тормозит (2fps). Выходит, пользователям 3ds Max и других продуктов Autodesk вовсе не так принципиально переходить на Квадру? К сожалению, у меня нету Квадры, чтобы проверить производительность Нитроса по сравнению с OpenGL. Если же у Вас GeForce или Radeon, нет желания раскошелиться за Квадру, вы Не пользуетесь продуктами от Autodesk, и у Вас очень сложные модели, то: 1. Сложные объекты можно скрыть. Объекты можно показывать во вьюпорте с меньшей плотностью сетки. 2. Вместо объектов можно показывать «контейнеры», их содержащие. То есть следить за количеством полигонов в вьюпорте, если у вас действительно «тяжелые» модели. Зато в игры нормально поиграете.

GPU рендеринг

Поскольку коммерческие производители не рассказывают о том, какие типы данных (float или double) они используют — приходится только догадываться. iRay везде показывают с Quadro и Tesla, может создаться впечатление, что iRay вообще не работает с GeForce.

Картинка с оф. сайта nvidia. Но нет, работает, и еще как. Казалось бы, что может быть лучше для не-графических вычислений, чем видеокарта Tesla, специально заточенная под не-графические вычисления?

(Взято с поста: «V-Ray и Iray. Сравнение и обзор») GeForce GTX580 является самой быстрой одночиповой видеокартой в iRay рендеринге на GPU. И значительно дешевле «серьезных» аналогов такой же производительности. А если вам не хватает 1.5Гб, существуют GTX580 с 3Гб памяти. При использовании V-RayRT, Octane, Cycles, Arion также лучше всех себя показывают видеокарты GTX570 и 580. Выходит, все эти рендеры не используют расчет двойной точности для рендеринга? В любом случае, если вы хотите рендерить на GPU — на GeForce вы сможете хорошо сэкономить.

GTX680

Но корпорация заметила, что для вычислений все чаще начали брать GTX580, производительность double в GTX680 уступает float не в 8 раз, а в 24, что не могло не отразиться на некоторых тестах. Известно, что в Octane Render производительность возросла на 64%.

ATI Radeon vs FirePro

Аналогично Nvidia, корпорация AMD тоже разделила модели видеокарт. Radeon (аналог GeForce), FirePro (аналог Quadro), FireStream (аналог Tesla). Производительность вычислений с плавающей точкой двойной точности уступает одинарной в 4 раза, во всех моделях ATI. Интересно, что производительность топовых игровых видеокарт ATI (Radeon HD 7970, float — 3.79 Тфлопс, double — 947 Гфлопс) превосходит в двойной точности даже одночиповые Tesla. Надо заметить, что производительность в флопсах, не всегда является показателем производительности железа в конкретных случаях. Причина, по которой ATI сильно уступает Nvidia на рынке GPGPU мне пока не ясна. Может, игрового сегмента вполне хватает.

Выбор?

Я выбрал GTX580 3Gb. Видеокарта дает возможность насладиться новыми играми и производительностью GPU рендеров. А тормоза во вьюпорте пакетов 3d моделирования для меня не сильно критичны.

Автор статьи с уважением относится к этому производителю, и сам является счастливым обладателем карточки Nvidia. Подобные маркетинговые ходы являются неотъемлемой частью рыночной экономики, к ним прибегают все производители без исключения.

Но все же, не будем же вестись на маркетинговые уловки корпораций, а вдумчиво покупать то, что действительно полезно для нас!

UPD: спасибо ForhaxeD, Funcraft, podwhitehawk за найденные орфографические и грамматические ошибки. Метки:

habrahabr.ru

Новая линейка профессиональной графики NVIDIA Quadro — в центре визуальных вычислений

Максим Афанасьев

В середине августа этого года компания NVIDIA официально представила новое поколение графических процессоров Quadro, вооружая дизайнеров, художников и исследователей новыми инструментами и технологиями для визуальных вычислений. В общей сложности NVIDIA представила пять новых моделей, которые отличаются более высокой производительностью и увеличенным объемом памяти, позволяя работать с более сложными моделями в ультравысоких разрешениях. В этой статье мы рассмотрим четыре новые модели: Quadro K5200, K4200, K2200, K620, а также сравним их производительность с продуктами предыдущей линейки и топовой игровой видеокартой GeForce GTX Titan. Но перед тем как перейти непосредственно к профессиональным графическим процессорам, немного расскажем о новых технологиях, внедренных в эти решения.

Итак, новая линейка NVIDIA Quadro является платформой корпоративного уровня для визуальных вычислений, рендеринга сцен, а также работы в профессиональных приложениях. Согласно данным NVIDIA, модели серии Quadro последнего поколения обеспечивают производительность приложений и скорость обработки данных до двух раз выше по сравнению с предыдущими решениями. Новая линейка графических процессоров Quadro, включающая модели Quadro K5200, K4200, K2200, K620 и K420, позволит пользователям:

  • работать с массивами данных и проектами вдвое большего размера, по сравнению с предыдущим поколением, за счет увеличения объема графической памяти и повышения ее пропускной способности;
  • увеличить производительность до 40% в таких программных пакетах, как Adobe CC, Autodesk Design Suite и SOLIDWORKS 2014, по сравнению с предыдущим поколением Quadro;
  • легко переключаться между локальным рендерингом на GPU и облачными сервисами на базе NVIDIA Iray VCA;
  • удаленно работать с графикой на рабочей станции на базе Quadro с практически любого устройства, включая настольные ПК, компьютеры Mac и планшеты, посредством проброса GPU.

Напомним, что главным отличием профессиональных видеокарт от игровых является оптимизация их производительности для работы в профессиональных приложениях. На данный момент компанией NVIDIA разработано более сотни различных профилей, ускоряющих работу в наиболее ресурсоемких и популярных программных пакетах для инженеров, дизайнеров и аниматоров, таких как 3ds Max, Maya, AutoCAD, SolidWorks, Lightwave 3D и других, в том числе популярных российских САПР­приложениях КОМПАС­3D и T­FLEX CAD. При этом нельзя не отметить, что компания NVIDIA оптимизировала работу своих графических карт и в более массовых приложениях, а именно в пакете приложений Adobe CC. Поэтому если ранее графические адаптеры серии Quadro в большей степени воспринимались как отличное решение для профессиональных пользователей, то теперь ощутить прирост производительности смогут и простые пользователи, применяющие инструменты Adobe.

Так, согласно данным NVIDIA, в приложении Adobe Premiere Pro CC редактирование происходит в 23 раза быстрее, чем при использовании исключительно вычислительных ресурсов центрального процессора. В программном обес­печении After Effects CC, предназначенном для редактирования видео и создания динамических сцен, 3D­рейтрейсинг происходит в 39 раз быстрее. Для известного редактора изображений Photoshop CC новые решения Quadro обеспечивают большую скорость и плавность применения различных эффектов и фильтров. Программа для кодирования видеоизображений и звуковых файлов — Adobe Media Encoder CC — также получила прирост в производительности при перекодировании видео за счет ускорения на видеокартах Quadro. Одна из самых популярных программ для создания и работы с векторной графикой — Adobe Illustrator CC — теперь обрела возможность ускорения отрисовки сложных векторных изображений при использовании графических адаптеров NVIDIA и технологии NV Path Rendering.

Надо отметить, что новые решения появились в результате тесного сотрудничества NVIDIA с ведущими заказчиками в различных областях промышленности и стали ответом на увеличивающуюся детализацию изображений и сложность моделей, перенос ресурсов в облако и необходимость обеспечить удаленный доступ к данным, в том числе с мобильных устройств.

Все профессиональные графические решения новой серии производятся по современному технологическому процессу и поддерживают все инновационные технологии, включая DirectX 11.2, OpenCL, OpenGL 4.5, Shader Model 5.0, DirectCompute, NVIDIA 3D Vision Pro, NVIDIA Mosaic Technology, NVIDIA nView Desktop и NVIDIA PhysX. В них также используется хорошо зарекомендовавшая себя архитектура параллельных вычислений NVIDIA CUDA, которая обеспечивает значительный прирост скорости вычислений при обработке массивно­параллельных данных. Все модели Quadro последнего поколения поддерживают вывод на четыре монитора, а также, что немаловажно, и 4К­разрешение. Таким образом, пользователь может подключить четыре монитора с Full HD­разрешением или два 4K­монитора при частоте развертки 60 Гц.

Цена на видеокарты Quadro нового поколения осталась на уровне цен предыдущей серии, поэтому можно сказать, что пользователь получает лучшую производительность и доступ к новым технологиям за ту же цену. Как и всегда, графические адаптеры Quadro начального уровня доступны обычным пользователям, старшие же модели ориентированы на установку в мощных высокопроизводительных станциях, а их стоимость выше, чем у топовых игровых видеокарт. Это объясняется тем, что их производительность в сложных программных пакетах существенно выше (десятки раз), чем при использовании даже самой высокопроизводительной игровой видеокарты серии NVIDIA GeForce. В этом можно легко убедиться, изучив приведенные в данной публикации результаты тестирования не только для решений серии Quadro, но и одной из самых мощных игровых видеокарт последнего поколения — NVIDIA GeForce GTX Titan.

Методика тестирования

Для тестирования профессиональных графических процессоров NVIDIA Quadro нового поколения мы использовали специальный набор тестовых заданий SPEC Viewperf 11, созданный организацией SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation) и основанный на профессиональных приложениях 3D­моделирования и трехмерной графики.

Особенность данного тестового пакета заключается в том, что он представляет собой сборник из восьми различных профессиональных тестовых приложений. Это программное обеспечение было специально разработано для вычисления производительности видеоподсистемы компьютера под управлением API OpenGL. Тестовый пакет SPEC Viewperf 11 включает восемь графических подтестов:

  • CATIA (catia­03);
  • EnSight (ensight­04);
  • Lightwave 3D (lightwave­01);
  • Maya (maya­03);
  • Pro/ENGINEER (proe­05);
  • SolidWorks (sw­02);
  • Siemens Teamcenter Visualization Mockup (tcvis­02);
  • Siemens NX (snx­01).

Все эти тесты состоят из множества подтестов, результат по каждому из которых измеряется в количестве воспроизведенных кадров в секунду (frames per second, fps). Для получения итогового результата каждому подтесту присваивается определенный весовой коэффициент. Итоговый результат определяется как среднегеометрическое с учетом весовых коэффициентов. Мы не будем подробно описывать каждый подтест, поскольку он хорошо знаком профессионалам и уже не раз приводился на страницах нашего журнала.

Тестирование

Для тестирования нового поколения графических процессоров NVIDIA Quadro мы использовали однопроцессорную рабочую станцию CADStation WS285 от известного российского сборщика ПК — компании ARBYTE. Данная рабочая станция может применяться для работы со средними и большими трехмерными проектами машиностроения и архитектуры. Благодаря использованию линейки профессиональных видеокарт NVIDIA Quadro последнего поколения, графическая станция WS285 легко справляется с большинством задач, решаемых пользователем. Отметим, что срок всероссийской гарантии на WS285 составляет пять лет с двухлетним обслуживанием на месте использования.

На момент тестирования внутри данной рабочей станции были установлены следующие компоненты:

  • материнская плата — Gigabyte GA­B85M­D3H;
  • процессор — Intel I5­4570, Max Turbo Frequency — 3,6 ГГц;
  • оперативная память — 8 Гбайт DDR3, рабочая частота 1600 МГц;
  • системный диск — HDD объемом 1 Тбайт, SATA 6 Гбит/с.

При тестировании применялась операционная система Windows 7 Professional 64 bit с установленными последними обновлениями. Частота строчной развертки монитора устанавливалась равной 60 Гц, а глубина цвета составляла 32 бит. Монитор подключался к установленной видеокарте через цифровой вход DVI. Разрешение рабочего стола для этого монитора составляло 1920´1200 точек. Всего нами было протестировано четыре профессиональных графических адаптера нового поколения, предназначенных для различных сегментов рынка, — Quadro 620, Quadro 2200, Quadro 4200 и Quadro 5200. Для наглядности представления результатов были протестированы четыре профессиональные видеокарты предыдущего поколения: Quadro K600, Quadro K2000, Quadro K4000 и Quadro K5000, а также игровая видеокарта высшего ценового диапазона GeForce GTX Titan. Таким образом, мы получили довольно полную картину производительности видеокарт новой серии, а также возможность сравнить производительность профессиональных видеокарт и игровых видеокарт высшего ценового диапазона. При тестировании использовался последний на тот момент видеодрайвер для профессиональной серии видеокарт — NVIDIA Quadro 340.66, а для видеокарты серии GeForce устанавливался драйвер NVIDIA GeForce 344.11. Сначала на тестовый стенд была установлена операционная система и необходимые драйверы для устройств, а затем — пакет SPECViewperf. После этого проводилось де­фрагментирование дисковой подсистемы и стенд перезагружался. Отметим, что при тестировании тест SPECviewperf 11 запускался с разрешением 1600´1200 без активирования функции FSAA.

Тестирование эффективности системы теплоотвода видеокарты заключалось в том, чтобы в стрессовом режиме загружать графический процессор и одновременно контролировать его температуру. Контроль температуры и загрузки графического процессора производился посредством программы FurMark. Нельзя не обратить внимание на тот факт, что поскольку FurMark является OpenGL­тестом, он должен загрузить на полную мощность даже профессиональный графический процессор. Следует отметить, что стенд для тестирования располагался на открытом пространстве (на столе); в реальных условиях, когда ПК монтируется в корпусе, температура графического процессора будет несколько выше, если, конечно, в корпусе не установлены дополнительные вентиляторы охлаждения.

Результаты тестирования приведены в виде сравнительных диаграмм для каждого из подтестов (рис. 1­8).

Рис. 1. Результаты сценария CATIA (catia-03)

Рис. 2. Результаты сценария EnSight (ensight-04)

Рис. 3. Результаты сценария Lightwave 3D (lightwave-01)

Рис. 4. Результаты сценария Maya (maya-03)

Рис. 5. Результаты сценария Pro/ENGINEER (proe-05)

Рис. 6. Результаты сценария SolidWorks (sw-02)

Рис. 7. Рeзультаты сценария Teamcenter Visualization Mockup (tcvis-02)

Рис. 8. Результаты сценария Siemens NX (snx-01)

Технические характеристики видеокарт

NVIDIA Quadro K620

NVIDIA Quadro K2200

NVIDIA Quadro K4200

NVIDIA Quadro K5200

Количество ядер CUDA

384

640

1344

2304

Объем памяти

2 Гбайт GDDR3

4 Гбайт GDDR5

4 Гбайт GDDR5

8 Гбайт GDDR5

Интерфейс памяти

128­бит

128­бит

256­бит

256­бит

Полоса пропускания, Гбит/с

29

80

173

192

Поддержка SLI

Нет

Нет

Да

Да

3D Vision Pro Mini­DIN

Через USB

Через USB

Да

Да

Максимальное потребление энергии, Вт

45

68

108

150

Multi­Display Sync (Quadro Sync)

Нет

Нет

Да

Да

Количество занимаемых разъемов

1

1

1

2

Каналы вывода

DVI­I + DP

DVI­I + DP + DP

DVI­I + DP + DP

DVI­I + DVI­I + DP + DP

Количество двухканальных DVI

1

1

1

1

Участники тестирования

Видеокарта Quadro K620

Данная видеокарта относится к профессиональным графичес­ким картам начального уровня. В линейке графических адаптеров Quadro менее производительной является только одна видеокарта, а именно Quadro K420. Отметим, что новая видеокарта Quadro K420 по своим техническим характеристикам ближе всего к Quadro K600 из предыдущей линейки. Производительная модель Quadro K620 теперь стала еще ближе к средним решениям Quadro. Новый процессор начального уровня Quadro K620 — это гибкое низкопрофильное решение, которое обеспечивает лучший в индустрии баланс производительности и потребления энергии и позволяет профессиональным дизайнерам взаимодействовать со вдвое более сложными и объемными моделями по сравнению с решениями предыдущего поколения. Эта видеокарта представляет собой решение на базе последних графических процессоров компании NVIDIA с архитектурой Maxwell. Поэтому новая модель по сравнению с предыдущим решением получила вдвое большее количество ядер CUDA и вдвое больший объем графической памяти. Ее краткие технические характеристики приведены в таблице. Ориентировочная цена данной модели составляет 230 долл.

Видеокарта NVIDIA Quadro K620

По сравнению с обычными игровыми видеокартами, эта модель обеспечивает более высокую производительность и экономичность за счет совместимости со всеми основными 3D­приложениями. Как видно из результатов тестирования, даже эта недорогая модель успешно обгоняет такого монстра линейки игровых карт GeForce, как GTX Titan. При этом производительность, выраженная среднегеометрическим от результатов, в некоторых тестах различается более чем в 10 раз. Поэтому стоит еще раз отметить, что все игровые видеокарты, независимо от их цены, не позволяют достичь приемлемой производительности в профессиональных приложениях 3D­моделирования.

Видеокарта Quadro K2200

Графическая карта NVIDIA Quadro K2200 предназначена для работы с более мощными программными комплексами. Компания NVIDIA позиционирует ее как оптимальное решение для работы с программами SolidWorks, Inventor и AutoCAD. Эта карта представляет собой решение нового поколения из самой востребованной серии среднего уровня и создана для ведущих производителей и проектирующих компаний. Данная модель отличается хорошим соотношением «цена/производительность». Графическая карта NVIDIA Quadro K2200 также построена на новейшей архитектуре Maxwell, имеет 640 ядер NVIDIA CUDA, 30­битную глубину цвета и автоматическую настройку параметров дисплея, что дает возможность эффективно работать с рекомендуемыми приложениями. Технические характеристики модели приведены в таблице. Отметим, что большой объем памяти этой видеокарты современного стандарта GDDR5 с высокой пропускной способностью позволяет визуализировать огромные модели и сложные сцены, а также производить вычисления с применением больших наборов данных. Ориентировочная стоимость профессиональной видеокарты Quadro K2200 составляет 560 долл.

Видеокарта NVIDIA Quadro K2200

По результатам тестирования можно отметить, что Quadro K2200 в разы превосходит игровые решения высшего ценового диапазона. Кроме того, ее производительность в ряде тестов стала даже выше, чем у карты более высокого класса — Quadro K4000. В некоторых подтестах производительность данной модели вдвое выше, чем у Quadro K620. Нельзя обойти вниманием, что система охлаждения данной модели выступает за рамки самой печатной платы, что несколько необычно. При активной работе эта модель практически бесшумна за счет продуманной системы охлаждения, основанной на алюминиевом радиаторе и управляемом 4­контактном вентиляторе.

Видеокарта Quadro K4200

Видеокарта Quadro K4200 — это первое профессиональное графическое решение в своем классе, объединяющее высокопроизводительные вычисления и улучшенную визуализацию, преобразуя современный рабочий процесс. Обеспечивая в пять раз более высокую производительность по сравнению с Quadro K600, профессиональное графическое решение Quadro K4200 позволяет достичь лучших результатов с широким спектром приложений для создания дизайна, анимации и работы с видеоконтентом. Эта модель ориентирована на профессионалов и относится к высокопроизводительным видеокартам. Несмотря на то что объем графической памяти у этой модели такой же, как и у Quadro K2200, за счет 256­битной шины пропускная способность памяти Quadro K4200 вдвое выше. Кроме того, общее количество ядер CUDA у этой модели составляет 1344, что позволяет достичь максимальной производительности в своем сегменте. Quadro K4200 несколько отличается от двух описанных выше участников нашего тестирования. Она поддерживает технологию SLI, что обеспечивает возможность установки сразу нескольких видеокарт на одном ПК. Это позволяет добиться еще большей производительности в 3D­расчетах. Профессионалы в области дизайна и видео смогут использовать все преимущества технологии NVIDIA SLI Multi OS, которая позволяет запускать несколько Windows­ или Linux­приложений на одной платформе и обойтись без применения двойных систем. Также это одна из немногих профессиональных видеокарт, поддерживающих технологию SDI (Serial Digital Interface). Линейка видеокарт SDI представляет собой серию интегрированных графических решений для захвата, обработки, смешивания, фильтрации и финальной выдачи всех SDI­форматов видео для профессионалов в сфере телевещания, видео­ и кинопроизводства. По сравнению с предыдущей моделью Quadro 4000, новая Quadro K4200 получила поддержку Quadro Sync, что позволяет создавать очень большие многомониторные конфигурации, используя несколько видеокарт, установленных в одной системе. Эта модель, по всей видимости, станет теперь более популярной, чем раньше, так как ее цена существенно ниже более дорогих моделей Quadro K5200 и Quadro K6000, а за счет того, что Quadro K4200 имеет однослотовый дизайн, в систему легче установить несколько таких карт.

Видеокарта NVIDIA Quadro K4200

Новая модель Quadro K4200 оснащена мощной системой охлаждения на базе большого радиатора с массивным основанием, которое плотно прилегает к графическому чипу, микросхемам памяти и блокам регулирования напряжения VRM. Поскольку данная модель обладает большей производительностью, она требует подключения дополнительного питания в виде стандартного 6­контактного разъема PCI­E. Выброс горячего воздуха производится за пределы корпуса рабочей станции через отверстия в передней панели, находящиеся рядом с интерфейсами подключения мониторов, и специальные продольные прорези в верхней части пластикового корпуса. При максимальной нагрузке температура графического ядра составляла не более 81 °C. Рекомендованная цена для России — 1200 долл.

Видеокарта Quadro K5200

По сравнению с предыдущим поколением, профессиональные графические решения NVIDIA Quadro K5200 обеспечивают хороший прирост производительности при работе с широким спектром приложений для создания дизайна, анимации и работы с видео. Эта модель получила большой объем графической памяти — целых 8 Гбайт, что позволит более эффективно обрабатывать данные, не затрагивая дисковую подсистему рабочей станции. Quadro K5200 базируется на графическом процессоре с архитектурой Kepler последней редакции, что позволяет получить энергоэффективную и в то же время весьма производительную графическую систему. По сравнению с предыдущим решением, в модели K5200 количество ядер CUDA (2304) и производительность в TFLOPs для вычислений одинарной точности выросла приблизительно в полтора раза. Нельзя не отметить тот факт, что от использования памяти с функцией коррекции ошибок ECC в моделях K5200 и K4200 было решено отказаться, что позволило получить максимальный прирост в производительности, по сравнению с пре­дыдущими решениями в операциях одинарной точности. Больший реализм и большее разрешение текстур моделей персонажей и сцен с возможностью рендеринга более сложных сцен еще быстрее, чем раньше, — все это стало возможно благодаря большому объему видеопамяти и ее более высокой пропускной способности.

Видеокарта NVIDIA Quadro K5200

Видеокарта Quadro K5200 является не просто графическим процессором — она может стать основой для целой супервычислительной платформы, объединяя аппаратное и программное обеспечение, предлагающее продвинутые возможности, такие как стереоскопическое 3D, масштабируемая визуализация и широковещание 3D­контента в формате HD. Профессиональные программные технологии NVIDIA — от CUDA до механизмов ускорения приложений — в сочетании с Quadro ускоряют приложения от таких компаний, как Adobe, Autodesk, RTT, Dassault Systemes, Bunkspeed, и многих других.

Новая модель имеет двухслотовое исполнение и мощную систему охлаждения, которая основана на массивном алюминиевом радиаторе. По внешнему виду система охлаждения похожа на те, что применяются в референсных игровых видеокартах высшего ценового диапазона. При активной работе система не издает сильного шума, но при этом максимальная температура графического ядра не поднимается выше 80 °С. Радиатор на лицевой стороне охлаждает все активно греющиеся компоненты: видеопамять, блоки VRM и графический процессор. Рекомендованная цена для России — 2400 долл.

Выводы

Профессиональные графические видеокарты серии Quadro нового поколения сделали заметный рывок в производительности. По результатам тестирования можно сказать, что различие в профессиональных видеокартах предыдущего и нынешнего поколений весьма существенно: производительность Quadro K2200 в некоторых тестах аналогична модели Quadro K4000, в то время как Quadro K4200 оставляет предыдущее поколение далеко позади. Использование новой архитектуры Maxwell в наиболее популярных моделях (Quadro K620 и K2200), увеличение количества ядер CUDA, которые обеспечивают несомненный прирост производительности, в сочетании с применением новейших технологий и увеличением объема графической памяти, свидетельствует о том, что новые решения наверняка будут замечены профессионалами. Теперь работа с большими сценами и более детальными моделями будет проходить значительно быстрее. При этом увеличение производительности отражается во всех подтестах тестового пакета SPECviewperf 11. И если различия между видеокартами нижнего ценового диапазона Quadro K600 и Quadro K620 не столь заметны, то у видеокарт Quadro K2200 и Quadro K4200 прирост производительности весьма ощутим. Все профессиональные решения Quadro спроектированы, собраны и обеспечены поддержкой компании NVIDIA в соответствии с самыми высокими стандартами качества, что гарантирует ведущую в отрасли производительность, большие возможности и надежность. Гарантия на профессиональные видеокарты NVIDIA Quadro от компании PNY Technologies составляет три года, что позволяет использовать их продолжительное время без всяких проблем. Наше тестирование также подтвердило, что ни одна современная игровая видеокарта не позволяет получить в современных приложениях 3D­моделирования и САПР производительность, сопоставимую с производительностью даже бюджетной видеокарты серии Quadro. 

Редакция благодарит представительства компаний NVIDIA в России и компанию Arbyte за предоставленные для тестирования графические процессоры серии NVIDIA Quadro, игровую видеокарту GeForce GTX Titan и графическую станцию ARBYTE CADStation.

САПР и графика 10`2014

sapr.ru

Новые профессиональные видеокарты NVIDIA Quadro на базе архитектуры Kepler

Компания NVIDIA, мировой лидер в производстве профессиональных дискретных графических ускорителей, в марте обновила свою линейку графических процессоров. В этой статье мы рассмотрим новые профессиональные решения NVIDIA на базе архитектуры Kepler для графических станций, предназначенные для работы с такими профессиональными 3D-приложениями, как 3ds Max, Maya, AutoCAD, Inventor, SolidWorks, Pro/ENGINEER, NX, Catia, Lightwave 3D, КОМПАС-3D, T-FLEX CAD и др. Для того чтобы оценить преимущества новой серии Quadro, мы сравним их с одной из самых высокопроизводительных игровых видеокарт GeForce GTX 680 и тремя видеокартами предыдущего поколения Quadro — Quadro 600, Quadro 2000 и Quadro 4000, а в качестве стенда будем использовать мощную рабочую станцию ARBYTE CADStation WS479.

В нашем журнале мы уже показывали преимущества использования профессиональных графических решений в современных графических станциях для работы с 3D­приложениями. Теперь мы рассмотрим преимущества новых видеокарт NVIDIA Quadro на базе архитектуры Kepler по сравнению с предыдущей серией Quadro, базирующейся на архитектуре Fermi. Со времени нашего прошлогоднего обзора решений Quadro основные принципы работы и возможности профессиональных графических ускорителей NVIDIA изменились незначительно, а вот их производительность существенно возросла. Увеличение производительности новых решений связано в первую очередь с переходом на новую архитектуру Kepler, а также с использованием нового, более тонкого технологического процесса 28 нм. Эти важные нововведения позволили существенно снизить энергопотребление процессоров и в то же время получить практически 50­процентный прирост производительности в ряде приложений. Видеокарты новой серии Quadro работают с геометрией гораздо быстрее по сравнению с решениями прошлого поколения, а также увеличивают в два раза скорость вычисления и визуализации за счет применения новой архитектуры потоковых мультипроцессоров SMX. Все профессиональные графические решения новой серии производятся по современному технологическому процессу 28 нм и поддерживают все инновационные технологии, включая DirectX 11, OpenCL 1.1, OpenGL 4.3, Shader Model 5.0, DirectCompute, NVIDIA 3D Vision Pro, NVIDIA Mosaic Technology, NVIDIA nView Desktop и NVIDIA PhysX. В них также используется хорошо зарекомендовавшая себя архитектура параллельных вычислений NVIDIA CUDA (версия CUDA 5), которая обеспечивает значительный прирост скорости вычислений при обработке массивно­параллельных данных. Необходимо отметить, что с момента анонса CUDA компания NVIDIA активно развивает не только саму аппаратную платформу, но и сопутствующие приложения. Кропотливая работа над инструментами разработчика, а именно: создание массы специализированных библиотек, наличие подробной документации, доступность типовых примеров решения задач с исходным кодом — всё это способствует быстрому продвижению этой необычной платформы, росту числа разработчиков из самых различных областей, а также продвижению вычислений на графических процессорах в целом. Теперь, несмотря на весь первоначальный скепсис в отношении вычислений на графических процессорах, не возникает сомнений, что для определенного круга задач повышение производительности по сравнению с обычными центральными процессорами, может достигать значительных величин — до нескольких десятков раз. Основной конкурент — компания AMD с ее профессиональными видеокартами в этом отношении осталась далеко позади и в обозримом будущем не сможет противопоставить NVIDIA ничего конкурентоспособного. Компания NVIDIA, в свою очередь, активно продвигает CUDA — как для профессиональных видеокарт, так и для игровых домашних решений, что способствует быстрому обучению и разработке на этой платформе.

ARBYTE CADStation WS479

Нельзя не отметить основные нововведения в архитектуре Kepler в сравнении с Fermi. Эти архитектуры имеют много общего,  но Kepler отличается тремя важными составляющими, дающими ощутимый прирост производительности: SMX, Hyper­Q и Dynamic Parallelism.

Основной задачей компании NVIDIA в отношении Kepler стало достижение максимальной энергоэффективности графических процессоров, так как чипы Fermi были производительными и быстрыми, но в то же время весьма «прожорливыми» и горячими. Основываясь на наработках при проектировании Fermi, инженеры NVIDIA создали новую, весьма энергоэффективную архитектуру Kepler. Все исполнительные блоки нового графического процессора были полностью переработаны. Новое решение использует следующее поколение потоковых мультипроцессоров (Streaming Multiprocessor), которые теперь называются SMX, в отличие от SM в предыдущих чипах. Блоки SMX обеспечивают более высокую производительность, но при этом потребляют гораздо меньше энергии, чем предшественники. Каждый блок SMX включает 192 потоковых вычислительных ядра, что в шесть раз больше, чем в блоках SM у чипов на базе Fermi. Так что теперь самые мощные видеокарты Kepler оборудованы восемью SMX­блоками с 1536 ядрами вместо 16 SM с 512 ядрами для Fermi, что в конечном счете обеспечивает рост производительности примерно в три раза на единицу потребляемой мощности. Значительный рост производительности связан также и с новым контроллером памяти, который позволил увеличить рабочие частоты графической памяти — в полтора раза для высокопроизводительных решений, а также дал возможность получить более высокую пропускную способность памяти даже для решений среднего ценового диапазона.

Помимо явных улучшений в самой архитектуре потоковых процессоров и подсистеме памяти, в графических процессорах Kepler появилась возможность одновременного выполнения нескольких задач, посланных с разных ядер центрального процессора, — технология Hyper­Q. Для архитектуры Fermi использовалась лишь одна аппаратная очередь задач. Поэтому, несмотря на то что пользователь мог направить несколько задач к одной видеокарте из разных процессов или ядер процессора и запустить несколько задач одновременно, их исполнение всегда происходило последовательно. В некоторых случаях такой подход был неэффективен, так как если исполняемая задача загружала ресурсы GPU не полностью, то остальная мощность не использовалась, хотя присутствовали и другие задачи, ожидающие своей очереди. В архитектуре Kepler технология Hyper­Q позволила избавиться от этой проблемы, а аппаратная поддержка до 32 одновременных очередей исполнения способна полностью реализовать запросы пользователей. Таким образом, даже если одна из задач использует ресурсы GPU не полностью, то GPU запускает на исполнение задачу из другой аппаратной очереди, что позволяет более эффективно использовать мощность графического процессора и избежать простоев большого количества не слишком требовательных к ресурсам задач.

Кроме того, в новой архитектуре Kepler применяется технология распараллеливания процессов под названием Dynamic Parallelism. С ее помощью программисты и разработчики алгоритмов могут создавать вычислительные потоки рекурсивно, внутри ранее созданных, без передачи управления обратно на центральный процессор по завершению задачи. Такой подход значительно сокращает время разработки и проектирования алгоритмов и существенно уменьшает накладные расходы в виде постоянного обращения к центральному процессору по завершению потока и последующему созданию нового.

Новые решения на базе архитектуры Kepler поддерживают эксклюзивные технологии сглаживания NVIDIA FXAA и NVIDIA TXAA, новую технологию, обеспечивающую кинематографическое качество картинки и реалистичность изображения в 3D­сценах. Также стоит отметить возможность подключения до четырех мониторов к одной  видеокарте, что расширяет рабочее пространство для более продуктивной работы и позволяет быстро разворачивать видеостены и разнообразные конфигурации для создания атмосферы погружения. Продуктивность работы повышается также путем настройки управления окнами, виртуальными рабочими столами и приложениями при работе с несколькими экранами с помощью программного обеспечения для управления рабочим столом NVIDIA NVIEW. Пользователи новых видеокарт Quadro могут работать с каждым монитором независимо или объединять до 16 дисплеев с помощью технологии NVIDIA Mosaic в единое пространство, чтобы увеличить разрешение и сконфигурировать дисплеи в любом геометрическом порядке.

В рамках одной рабочей станции новые продукты Quadro можно объединять со специализированными графическими картами NVIDIA Tesla K20 — технология NVIDIA Maximus. Дизайнеры и инженеры могут выполнять компьютерное проектирование, рендеринг, структурный анализ или гидрогазодинимические расчеты  одновременно на одной и той же системе без ушерба для выполняемых задач. Как и предыдущее поколение, новые Quadro на Kepler  поддерживают 30­битную глубину цвета, что позволяет выводить миллиард цветовых оттенков для обеспечения идентичности изображения объектов на экране реальной жизни.

Напомним, что главным отличием профессиональных видеокарт от игровых является оптимизация их производительности для работы в профессиональных приложениях. На данный момент компанией NVIDIA разработано большое количество различных профилей (более 150), ускоряющих работу в наиболее популярных программных пакетах для инженеров, дизайнеров и аниматоров: 3ds Max, Maya, AutoCAD, SolidWorks,  Lightwave 3D, КОМПАС­3D и др.

Методика тестирования

Для того чтобы наглядно показать преимущества нового поколения графических процессоров Quadro, мы использовали специальный набор тестов SPEC Viewperf 11, созданный организацией SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation; www.spec.org) и основанный на профессиональных приложениях 3D­моделирования и трехмерной графики.

Особенность данного тестового пакета заключается в том, что он представляет собой сборник тестов из восьми самых распространенных профессиональных приложений для 3D­моделирования. Это программное обеспечение было специально разработано для вычисления производительности видеоподсистемы компьютера под управлением API OpenGL. Данный тест постоянно совершенствуется, в отличие, например, от отдельных тестовых пакетов SPEC для приложений 3D­моделирования, которые никогда не обновляются. Тестовый пакет SPEC Viewperf 11 включает восемь графических подтестов (Viewset):

  • CATIA (catia­03);
  • EnSight (ensight­04);
  • Lightwave 3D (lightwave­01);
  • Maya (maya­03);
  • Pro/ENGINEER (proe­05);
  • SolidWorks (sw­02);
  • Siemens Teamcenter Visualization Mockup (tcvis­02);
  • Siemens NX (snx­01).

Все эти тесты состоят из множества подтестов, результат по каждому из которых измеряется в количестве воспроизведенных кадров в секунду (frames per second, fps). Для получения итогового результата каждому подтесту присваивается определенный коэффициент. Итоговый результат определяется как среднегеометрическое с учетом весовых коэффициентов. Мы не будем подробно описывать каждый подтест. Отметим лишь, что из последней версии SPECViewperf был удален скрипт для пакета 3D Studio Max от компании Autodesk. Тем не менее количество тестов не изменилось, поскольку был добавлен тестовый скрипт для программного пакета Lightwave 3D. В остальном же тесты претерпели качественные изменения по оптимизации работы с новыми операционными системами и графическими адаптерами. Отметим, что при тестировании тест SPECviewperf 11 запускался с двумя наиболее активно используемыми разрешениями — 1600x1200 и 1920x1080.

Тестирование

Для тестирования был использован стенд на базе высокопроизводительной станции ARBYTE CADStation WS479, которая базируется на топовых процессорах Intel с архитектурой Sandy Bridge­E. Высокая производительность процессоров и большой объем оперативной памяти позволяют успешно применять ее как для работы со сложными трехмерными моделями и сборками уровня «изделие в целом», так и для инженерных расчетов начального уровня. Ключевой особенностью этой графической станции является поддержка технологии Maximus от NVIDIA, что позволяет значительно сократить время подготовки фотореалистичных изображений, наложения видеоэффектов или инженерных расчетов с помощью вычислительных возможностей карт NVIDIA Tesla. Отметим, что графическая станция также комплектуется 3D­манипулятором для удобной работы с приложениями. В нашем случае ARBYTE CADStation WS479 имела следующую конфигурацию:

  • процессор — Intel Core i7 3820 (тактовая частота 3,6 ГГц, режим Turbo Boost активирован);
  • системная плата — Asus P9X79 WS;
  • чипсет системной платы — Intel X79 Express;
  • память — DDR3­1600 (Samsung PC12800);
  • объем памяти — 16 Гбайт (четыре модуля по 4 Гбайт);
  • режим работы памяти — DDR3­1600, четырехканальный режим;
  • системный диск — SATA3 WD3000HLHX (10 тыс. об/мин) объемом 300 Гбайт.
  • дополнительный диск — SATA3 Hitachi HUA723020ALA640 объемом 2 Тбайт.

При тестировании применялась операционная система Microsoft Windows 7 Профессиональная 64 bit (версия 6.1.7601), оснащенная Service Pack 1. Монитор подключался к установленной видеокарте через цифровой вход DVI. Разрешение рабочего стола для этого монитора составляло 1920x1200 точек. При тестировании использовался последний на тот момент видеодрайвер для профессиональной серии видеокарт — NVIDIA Quadro. Было протестировано три профессиональных графических решения нового поколения, направленных на различные сегменты рынка — Quadro K600, Quadro K2000 и Quadro K4000. Для наглядности результатов были протестированы еще три профессиональные видеокарты: Quadro 600, Quadro 2000 и Quadro 4000 прошлого поколения, а также мощная игровая видеокарта — GeForce GTX 680. Таким образом, мы получили возможность оценить прирост производительности нового поколения по сравнению с предыдущим, а также возможность сравнить производительность профессиональных и игровых видеокарт высшего ценового диапазона. Сначала на тестовый стенд была установлена операционная система и необходимые драйверы для устройств, а затем — пакет SPECViewperf. Отметим, что поскольку разницы в результатах тестов при различном разрешении практически не наблюдается, мы приводим результаты только для теста с разрешением 1920x1080. В случае разрешения 1600x1200 значения практически линейно увеличиваются для всех тестируемых видеокарт. Результаты тестирования приведены в виде сравнительных диаграмм для каждого из подтестов (рис. 1­8).

Рис. 1. Результат сценария CATIA (catia-03)

Рис. 2. Результат сценария EnSight (ensight-04

Рис. 3. Результат сценария Lightwave 3D (lightwave-01)

Рис. 4. Результат сценария Maya (maya-03)

Рис. 5. Результат сценария Pro/ENGINEER (proe-05)

Рис. 6. Результат сценария SolidWorks (sw-02)

Рис. 7. Результат сценария Siemens Teamcenter Visualization Mockup (tcvis-02)

Рис. 8. Результат сценария Siemens NX (snx-01)

Технические характеристики видеокарт

Модель

Характеристики

NVIDIA Quadro K600

NVIDIA Quadro K2000/ K2000D

NVIDIA Quadro K4000

Количество ядер CUDA

192

384

768

Объем памяти

1024 Мбайт GDDR3

2048 Мбайт GDDR5

3076 Мбайт GDDR5

Интерфейс памяти

128­бит

128­бит

192­бит

Полоса пропускания

29 Гбит/с

64 Гб/с

134 Гб/с

Опция SDI

Нет

Нет

Да

NVIDIA Mosaic Technology

Да

Да

Да

Дополнительное питание

Нет

Нет

Да

Максимальное потребление энергии

41 Вт

51 Вт

80 Вт

Количество мониторов

2

4

4

Каналы вывода

DVI + DisplayPort

DVI­I + DP + DP/ DVI­I + DVI­D + mDP

DVI­I + DP + DP

Двухканальные DVI

1

1/2

1

Участники тестирования

Видеокарта Quadro K600

Данная видеокарта относится к профессиональным графическим картам начального уровня. Новый процессор начального уровня Quadro K600 — это низкопрофильное решение, которое обеспечивает лучший в индустрии баланс производительности и потребления энергии в таких приложениях, как Autodesk AutoCAD 2011, КОМПАС­3D, T­FLEX CAD, и позволяет профессиональным дизайнерам эффективно работать со вдвое более сложными и объемными моделями по сравнению с решениями предыдущего поколения. Эта видеокарта была выпущена на рынок недавно и представляет собой решение на базе последних графических процессоров компании NVIDIA с архитектурой Kepler. Графическая карта NVIDIA Quadro K600 соответствует стандартам EnergyStar и обеспечивает экономный расход электроэнергии. Данная модель, как и все видеокарты на архитектуре Fermi/Kepler, может воспроизводить 30­битные цвета. Ее основные технические характеристики приведены в таблице. Ориентировочная цена модели производства компании PNY (официальный поставщик решений Quadro для России) составляет 8 тыс. руб.

По сравнению с обычными игровыми видеокартами эта модель обеспечивает более высокую производительность и экономичность за счет совместимости со всеми основными 3D­приложениями. Как видно из результатов тестирования, даже эта недорогая модель успешно обгоняет такого монстра, как GeForce GTX 680, во всех тестах, кроме одного. При этом производительность, выраженная среднегеометрическим результатом, в некоторых тестах различается более чем в 14 раз. Поэтому стоит еще раз отметить, что все игровые видеокарты, независимо от их цены, не позволяют достичь приемлемой производительности в профессиональных приложениях 3D­моделирования. Более того, по сравнению с предыдущим решением на основе архитектуры Fermi, данная модель показывает прирост в производительности до 40% в некоторых тестах.  Если учитывать, что энергопотребление моделей Quadro 600 и Quadro K600 одинаковое, то NVIDIA добилась значительных успехов по увеличению производительности на ватт даже для самых младших профессиональных видеокарт.

Видеокарта Quadro K2000

Графическая карта NVIDIA Quadro K2000 предназначена для работы с более требовательными программными комплексами. Компания NVIDIA позиционирует ее как оптимальное решение для работы с программами SolidWorks и сложными проектами в AutoCAD и КОМПАС­3D. Данная модель отличается сбалансированным соотношением «цена/производительность» и является самой популярной видеокартой среднего уровня. Увеличение количества ядер CUDA в два раза по сравнению с прошлой моделью Quadro 2000 дает ощутимый прирост производительности во всех без исключения приложениях. Графическая карта NVIDIA Quadro K2000 имеет автоматическую настройку параметров дисплея, что дает возможность эффективно работать с рекомендуемыми приложениями. Технические характеристики модели приведены в таблице. Отметим, что большой объем памяти этой видеокарты современного стандарта GDDR5 с высокой пропускной способностью позволяет визуализировать огромные модели и сложные сцены, а также производить вычисления с применением больших наборов данных. Существуют две модификации графического процессора NVIDIA Quadro K2000: K2000 и K2000D. Они различаются только набором интерфейсов для подключения мониторов, в остальном видеокарты K2000 и K2000D одинаковы. Ориентировочная цена профессиональной видеокарты PNY Quadro K2000 составляет 18 тыс. руб.

Нельзя обойти вниманием и некоторые интересные технологии, применяемые в этой модели. Она поддерживает настоящую иерархию кэш­памяти (Parallel DataCache), которая за счет объединения с разделяемой памятью на чипе обеспечивает повышенную пропускную способность и ускоряет часто используемые функции, такие как трассировка лучей в реальном времени, обработка физики и фильтрация текстур. Функция Hardware 3D Window Clipping — это аппаратно ускоренные области отсечения (механизм передачи данных между окном и буфером кадров), повышающие общую визуальную производительность за счет увеличения скорости передачи между буфером цветов и буфером кадров. Алгоритм сглаживания до 64x FSAA и эксклюзивные NVIDIA FXAA и NVIDIA TXAA заметно снижают эффект зубчатости и неровности изображения. Подобная технология доступна в профессиональных видеокартах на базе Fermi и Kepler. Механизмы тесселяции (Shader Model 5.0) самостоятельно генерируют геометрию, обеспечивая кинематографическое качество окружению и сценам без ущерба для производительности. Увеличение производительности и возможностей приложения также достигается благодаря оптимизированным программным модулям, включая SceniX и OptiX. Напомним, что движок NVIDIA SceniX — это интерактивный ускоритель для множества современных профессиональных приложений, работающих с 3D­графикой в режиме реального времени. Optix Ray tracing engine делает приложения более реалистичными, увеличивая скорости трассировки лучей на профессиональных графических решениях NVIDIA Quadro.

Результаты тестирования показывают, что Quadro K2000 в разы превосходит самую мощную сегодня игровую видеокарту GeForce GTX 680 по всем тестам, а также имеет гораздо большую производительность, чем решение начального уровня — Quadro K600. При активной работе эта модель практически бесшумна благодаря продуманной системе охлаждения, основанной на алюминиевом радиаторе и управляемом 4­контактном вентиляторе.

Видеокарта Quadro K4000

Видеокарты Quadro K4000 — это первое профессиональное графическое решение в своем классе, объединяющее высокопроизводительные вычисления и улучшенную визуализацию, которое преобразует современный призводственный процесс. Обеспечивая в пять раз более высокую производительность по сравнению с решениями начального уровня, графический адаптер Quadro K4000 позволяет достичь лучших результатов с широким спектром приложений для создания дизайна, анимации и работы с видеоконтентом. Эта модель ориентирована на профессионалов и относится к высокопроизводительным решениям. Quadro K4000 разительно отличается от двух описанных выше участников нашего тестирования. Она поддерживает технологию SLI, благодаря чему появляется возможность установки сразу нескольких видеокарт на одном ПК, а это, в свою очередь, позволяет добиться еще большей производительности в 3D­расчетах. Это одна из немногих профессиональных видеокарт, поддерживающих технологию SDI (Serial Digital Interface). Линейка видеокарт SDI — это серия интегрированных графических решений для захвата, обработки, смешивания, фильтрации и финальной выдачи всех SDI­форматов видео для профессионалов в сфере телевещания, видео­ и кинопроизводства.

Новая модель Quadro K4000 имеет однослотовый дизайн и оснащена мощной системой охлаждения, которая построена на базе алюминиевого радиатора с массивным медным основанием, плотно прилегающим к графическому чипу, микросхемам памяти и блокам регулирования напряжения VRM. Обратная сторона также имеет специальную пластину, покрывающую чипы памяти, которая рассеивает тепло. Поскольку данная модель обладает большей производительностью, она требует подключения дополнительного питания в виде стандартного 6­контактного разъема PCI­E. Выброс горячего воздуха производится за пределы корпуса рабочей станции через отверстия в передней панели, находящиеся рядом с интерфейсами подключения мониторов. Рекомендованная цена для России — 33 900 руб.

Выводы

Профессиональные графические видеокарты серии Quadro, основанные на новейшей архитектуре Kepler, несмотря на схожесть архитектуры с предыдущим поколением сделали заметный рывок в производительности. По результатам тестирования можно сказать, что различие в профессиональных видеокартах прошлого и нынешнего поколений весьма существенно: производительность Quadro K2000 аналогична модели Quadro 4000 в некоторых тестах, в то время как Quadro K4000 оставляет предыдущее поколение далеко позади. Увеличение количества ядер CUDA, которые обеспечивают несомненный прирост производительности в сочетании с применением новейших технологий, свидетельствует о том, что новые решения наверняка будут замечены профессионалами. При этом увеличение производительности отражается во всех подтестах тестового пакета SPECviewperf 11. И если различия между видеокартами нижнего ценового диапазона Quadro 600 и Quadro K600 не столь заметны, то у видеокарт Quadro K2000 и Quadro K4000 прирост производительности весьма ощутим. Отдельно стоит отметить возросшую производительность решений Quadro K4000 и Quadro K2000 в сценарии Maya (maya­03) по сравнению с предыдущим поколением Quadro 4000 и Quadro 2000. В этом тесте видеокарта Quadro K2000 обошла по производительности даже версию Quadro 4000.

Все профессиональные решения Quadro спроектированы, собраны и обеспечены поддержкой компании NVIDIA в соответствии с самыми высокими стандартами качества, что гарантирует ведущую в отрасли производительность, большие возможности и надежность. Гарантия на профессиональные видеокарты NVIDIA Quadro от компании PNY Technologies составляет три года, что позволяет использовать их продолжительное время без всяких проблем. В дорогих профессиональных видеокартах Quadro K5000 и выше, в отличие от игровых решений, применяется нестандартная видеопамять с автоматической коррекцией ошибок ECC. Отметим, что функция ECC задействована в основном в оперативной памяти для серверов, что гарантирует высокое качество профессиональных видеокарт и возможность их использования для высокопроизводительных вычислений. Наше тестирование также подтвердило, что ни одна современная игровая видеокарта не позволяет получить в современных приложениях 3D­моделирования и САПР производительность, сопоставимую с производительностью даже бюджетной видеокарты серии Quadro.

Редакция благодарит представительство компании NVIDIA в России и компанию Arbyte за предоставленные для тестирования видеокарты NVIDIA Quadro и графическую станцию ARBYTE CADStation.

САПР и графика 5`2013

sapr.ru


Смотрите также