11 - 2010

Видеокарта NVIDIA Quadro 2000 — лучшее решение для работы в приложениях САПР

Методика тестирования

Тестирование

Видеокарта PNY Quadro 600

Видеокарта PNY Quadro 2000

Выводы

Компания NVIDIA, являясь мировым лидером в производстве профессиональных дискретных графических адаптеров, обновила линейку своих графических чипов. В этой статье мы рассмотрим новое решение NVIDIA Quadro 2000, предназначенное для работы с приложениями САПР, которое пришло на смену предыдущему поколению видеокарт Quadro FX 1800. Для сравнения мы приведем результаты профессиональной видеокарты начального уровня Quadro 600 и самой быстрой одночиповой игровой видеокарты GeForce GTX 580.

Со времени прошлогоднего обзора продукции NVIDIA и графических адаптеров серии Quadro основные принципы работы и возможности профессиональных графических адаптеров изменились не сильно, а вот их производительность существенно возросла. При этом, как заявляет сама компания, именно внедрение новой архитектуры Fermi позволило получить значительный прирост производительности в приложениях по сравнению с предыдущим поколением NVIDIA Quadro FX. Напомним, что не так давно состоялся выпуск решений Quadro 4000, 5000 и 6000, ориентированных на высший ценовой сегмент рынка. Благодаря выпуску графических процессоров NVIDIA Quadro 600 и NVIDIA Quadro 2000, основанных на архитектуре Fermi, компания NVIDIA полностью охватила все сегменты рынка профессиональных видеокарт для 3D­приложений. Видеокарты Quadro 2000 работают с геометрией в 1,5 раза быстрее по сравнению с решением среднего уровня прошлого поколения и поддерживают систему масштабирования геометрии NVIDIA (Scalable Geometry Engine), чтобы обеспечить высокоскоростную работу приложений САПР и создания цифрового контента. Все новейшие профессиональные графические адаптеры производятся по новому технологическому процессу 40 нм и поддерживают все современные технологии, включая DirectX 11, OpenGL 4.1, Shader Model 5.0, DirectCompute и OpenCL. В них также используется архитектура параллельных вычислений NVIDIA CUDA, которая обеспечивает значительный прирост скорости вычислений за счет применения многопоточности. С поддержкой 30­битной точности цвета (10 бит на цвет) новые решения Quadro позволяют выводить миллиарды цветовых оттенков для получения яркого и насыщенного изображения в широком диапазоне.

Напомним, что главным отличием профессиональных видеокарт от игровых карт является оптимизация их производительности для работы в профессиональных приложениях. На данный момент компанией NVIDIA разработано более 150 различных профилей, ускоряющих работу в наиболее ресурсоемких и популярных программных пакетах для инженеров, дизайнеров и аниматоров. Стоимость таких приложений, как 3ds max, Maya, AutoCAD, SolidWorks, Lightwave 3D, и др. очень высока, поэтому позволить себе их приобретение могут лишь крупные компании, а не обычные пользователи, если, конечно, они не занимаются графикой профессионально. Цена на видеокарты серии Quadro начального уровня вполне доступна, а вот на старшие модели высокопроизводительных профессиональных видеокарт достаточно высокая и в ряде случаев сопоставима с некоторыми программными пакетами. Однако стоит отметить, что высокая цена старших моделей профессиональных видеокарт NVIDIA Quadro вполне оправданна. Это объясняется тем, что их производительность в сложных программных пакетах существенно выше, чем при использовании даже самой высокопроизводительной игровой видеокарты серии NVIDIA GeForce. В этом можно убедиться, просмотрев приведенные далее результаты тестирования.

Обе профессиональные видеокарты, рассматриваемые в этой статье, совместимы с профессиональными 3D­стереоочками NVIDIA 3D Vision Pro, обеспечивая мощные возможности визуализации и анализа в высококачественном стереоскопическом 3D­режиме. Отметим, что сегодня многие производители программных пакетов внедряют поддержку технологии 3D­визуализации и тесно сотрудничают с NVIDIA в этом направлении.

Проектирование и разработка становятся гораздо более эффективными и быстрыми за счет применения профессионального графического решения среднего класса Quadro 2000, обеспечивающего самую высокую в отрасли производительность в популярных приложениях для компьютерного моделирования и создания цифрового контента. Видеокарты Quadro 2000 — это доступные высокопроизводительные решения, способные улучшить привычный рабочий процесс для инженеров и конструкторов. Нельзя не отметить, что видеокарта Quadro 2000 предлагает самые продвинутые возможности, включая технологию SLI Multi­OS для работы с несколькими средами Windows и Linux на одной рабочей станции и панорамный режим NVIDIA Mosaic. В таких программных пакетах, как CATIA, 3ds Max, PowerPoint и Google Earth, пользователю необходимо будет лишь нажать на кнопку Maximize, и приложение плавно растянется на все подключенные экраны.

Методика тестирования

Для тестирования профессионального графического адаптера NVIDIA Quadro 2000 мы использовали специальный набор тестовых заданий 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 своего рода сборник из восьми различных профессиональных тестовых приложений. Это программное обеспечение было специально разработано для вычисления производительности видеоподсистемы компьютера под управлением API OpenGL. Этот тест постоянно совершенствуется, в отличие, например, от отдельных тестовых пакетов SPEC для приложений 3D­моделирования, которые были в свое время разработаны, но потом никогда не обновлялись. 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).

Каждый из перечисленных тестов состоит 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 останавливаться на описании каждого из подтестов. 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 за счет оптимизации для работы с новыми операционными системами и графическими адаптерами.

В начало В начало

Тестирование

Для тестирования был использован высокопроизводительный стенд, который применяется нами с недавнего времени для многих задач. Стенд предоставляет максимально возможную на текущий момент производительность, которую может дать домашний компьютер. Стенд основан на новейшем процессоре компании Intel с архитектурой Nehalem и наборе системной логики Intel X58. При тестировании применялась операционная система Windows 7 Ultimate 32 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 у этого монитора составляло 1920Ѕ1200 точек. При тестировании использовался последний на тот момент видеодрайвер для профессиональной серии видеокарт — NVIDIA Quadro 259.81. Для наглядности представления результатов были протестированы еще две видеокарты: игровая видеокарта высшего ценового диапазона GeForce GTX580 и профессиональная видеокарта начального уровня NVIDIA Quadro 600. Таким образом, мы получили довольно полную картину производительности видеокарты NVIDIA Quadro 2000. Для видеокарты серии GeForce устанавливался драйвер NVIDIA Forceware 262.99. Сначала на тестовый стенд была установлена операционная система и необходимые драйверы для устройств. Затем был установлен пакет SPECViewperf, после чего проводилось дефрагментирование дисковой подсистемы и стенд перезагружался. Перед запуском теста система трижды перезагружалась вхолостую.

Результаты тестирования

Результаты тестирования

Технические характеристики NVIDIA Quadro

Параметры

PNY NVIDIA Quadro 600

PNY NVIDIA Quadro 2000

Количество ядер CUDA

96

192

Объем памяти

1024 Мбайт GDDR3

1024 Мбайт GDDR5

Интерфейс памяти

128-бит

128-бит

Полоса пропускания

25,6 Гбит/с

 41,6 Гбит/с

Поддержка SLI

Нет

Да

3D Vision Pro

Да, через USB

Да, через USB

Максимальное потребление энергии

40 Вт

 62 Вт

Количество занимаемых разъемов

1

1

Каналы вывода

DVI + DisplayPort

 DVI-I + DP + DP

Двухканальные DVI

1

1

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 1.8.2. В некоторых случаях также применялись данные, которые предоставляет популярная сегодня утилита GPU­Z последней версии 0.4.8. Нельзя не обратить внимание на тот факт, что поскольку FurMark является OpenGL­тестом, он должен загрузить даже профессиональный графический процессор на полную мощность.

Результаты тестирования приведены в виде сравнительной диаграммы.

В начало В начало

Видеокарта PNY Quadro 600

Данная видеокарта в нашем экспресс­тестировании относится к начальному уровню профессиональных графических карт. Новый процессор начального уровня Quadro 600 — это гибкое низкопрофильное решение, которое обеспечивает лучший в индустрии баланс производительности и потребления энергии в таких приложениях, как Autodesk AutoCAD 2011, и позволяет профессиональным дизайнерам взаимодействовать 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 Fermi. Графическая карта NVIDIA Quadro 600 от компании PNY соответствует стандартам EnergyStar, обеспечивая экономный расход электроэнергии. Графическая карта NVIDIA Quadro 600, как и все модели, построенные на архитектуре Fermi, может воспроизводить 30­битные цвета. Ее краткие технические характеристики приведены в таблице. Ориентировочная цена данной модели составляет 8 тыс. руб.

PNY Quadro 600

PNY Quadro 600

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 GTX580, во всех подтестах. При этом производительность, выраженная среднегеометрическим от результатов, 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.

В начало В начало

Видеокарта PNY Quadro 2000

Графическая карта NVIDIA Quadro 2000 от компании PNY предназначена для работы с более мощными программными комплексами. Компания NVIDIA позиционирует данную модель 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 «цена/производительность». Графическая карта NVIDIA Quadro 2000 имеет архитектуру параллельных вычислений NVIDIA CUDA (192 ядра), 30­битную глубину цвета и автоматическую настройку параметров дисплея, что дает возможность эффективно работать с рекомендуемыми приложениями. Технические характеристики модели приведены в таблице. Стоит отметить, 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 PNY Quadro 2000 составляет 19 тыс. руб.

PNY Quadro 2000

PNY Quadro 2000

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 заметно снижает эффект зубчатости и неровность изображения, обеспечивая высокую реалистичность сцен. Подобная технология доступна только в профессиональных видеокартах нового поколения. Механизмы тесселяции (Shader Model 5.0) самостоятельно генерируют геометрию, обеспечивая кинематографическое качество окружению и сценам без ущерба производительности. Прирост производительности и возможностей приложения достигается также 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. Движок OptiX делает приложения более реалистичными благодаря существенному увеличению скорости трассировки лучей на профессиональных графических решениях NVIDIA Quadro.

По результатам тестирования стоит отметить, что Quadro 2000 в разы превосходит самую мощную сегодня игровую видеокарту GeForce GTX 580 по всем тестам, а также имеет существенно большую производительность, чем решение начального уровня — Quadro 600. В некоторых подтестах, отражающих реальные приложения, производительность данной модели в два раза выше, чем у Quadro 600. При активной работе эта модель практически бесшумна за счет продуманной системы охлаждения, основанной на алюминиевом радиаторе и управляемом 4­контактном вентиляторе.

В начало В начало

Выводы

По результатам тестирования можно сказать, что различие в профессиональных видеокартах низшего и среднего ценовых сегментов весьма существенно. При этом прирост производительности полностью оправдывает стоимость видеокарты Quadro 2000. Профессиональные графические видеокарты серии Quadro, основанные на новейшей архитектуре Fermi, действительно сделали заметный рывок в производительности по сравнению с предыдущими решениями. Большее количество ядер CUDA, которые обеспечивают несомненный прирост производительности в сочетании с применением новейших технологий, говорит о том, что новые решения наверняка будут замечены профессионалами.

Отметим, что все 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, не задумываясь о возможных проблемах, которые и так встречаются очень редко.

Наше экспресс­тестирование подтвердило тот факт, 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 и PNY Technologies в России за предоставленные для тестирования видеокарты PNY NVIDIA Quadro 600, PNY NVIDIA Quadro 2000 и GeForce GTX580.

В начало В начало

САПР и графика 11`2010