Графические станции: в чем заключаются реальные преимущества профессиональных решений

Дмитрий Красковский

Тестовый стенд

Тестирование и результаты

Российские инженеры всегда были одними из лучших в мире. Нам всегда было интересно оценивать, анализировать возможности устройств, при этом проводя сравнение возможностей «железа» или компонентов решений. Именно поэтому более 80% российских пользователей, в том числе наших читателей, работают в офисах и дома с профессиональными 3D-приложениями на компьютерах с обычными, хотя зачастую и очень мощными видеокартами. Это и есть наш «инженерный» подход к графической станции как специфической компьютерной системе.

В плане «железа» большой разницы между персональным компьютером и профессиональной графической станцией, действительно, нет.  Невидимая нашему глазу ключевая работа создателей графических станций сосредоточена на  софтверных решениях для работы с профессиональной графикой — графические  ядра оптимизируются и адаптируются для работы с профессиональными графическими приложениями. Именно здесь происходит интеграция всех возможностей этого специализированного ПК. В итоге мы получаем для работы качественно новый инструмент, на котором работа с профессиональными приложениями 3ds Max, Maya, AutoCAD, SolidWorks, Lightwave 3D, КОМПАС­3D и многими другими ведется иначе, чем на обычном ПК. Так, использование профессиональных видеокарт ускоряет работу со сложными 3D­моделями с большим количеством вложенных объектов и позволяет без задержек осуществлять вращение, перемещение и масштабирование модели.

Для доказательства этого мы займемся тестированием графических станций, причем в работе с САПР. Тестирование будет заключаться в сравнении производительности профессиональных графических ускорителей начального уровня, популярных игровых видеокарт и интегрированной графики.

Для проведения тестирования использовались графическая станция, специализированное прикладное ПО для 3D­моделирования и программа, измеряющая необходимые показатели. Мы выбрали решения отечественных производителей: графическую станцию DEPO Race и популярный у десятков тысяч российских инженеров, конструкторов и проектировщиков пакет КОМПАС­3D. Измерение производительности графической подсистемы в 3D­приложениях проводилось с помощью программы FRAPS, которая позволяет получить данные о значении FPS (кадров в секунду).

Дисковая подсистема DEPO Race G640S соответствует современным требованиям к надежности и производительности: до четырех жестких дисков в корзине с «горячей» заменой и поддержка RAID-массивов

Графическую станцию DEPO Race G640S для тестирования нам предоставила компания DEPO Computers, выпускающая широкий ассортимент современных высокотехнологичных решений для профессиональной работы с графикой, — лидирующий производитель в этом продуктовом сегменте российского рынка.

Тестовый стенд

Модель DEPO Race G640S выполнена в корпоративном стиле, подчеркивающем ее профессиональную направленность. Сердцем графической станции является двухъядерный процессор Core­i5 2300, работающий на номинальной тактовой частоте 2,8 ГГц, которая повышается до 3,1 ГГц в режиме Turbo Boost. Системная плата графической станции с установленной в ней оперативной памятью стандарта DDR­3 объемом 8 Гбайт, работающей на частоте 1333 МГц, построена на современном наборе системной логики Intel Z68 Express.

Для большей эффективности работы дисковой подсистемы эта модель, помимо обычного жесткого диска объемом 1 Тбайт, оснащена также SSD­накопителем объемом 64 Гбайт. Применение SSD­накопителя в качестве системного диска позволяет получить более высокую скорость загрузки операционной системы и приложений в процессе работы. Графическая станция обладает всеми современными интерфейсами подключения внешних устройств, в том числе высокоскоростным интерфейсом USB 3.0. Стоит отметить продуманную систему охлаждения внутренних элементов графической станции, которая базируется на малошумных управляемых вентиляторах, установленных на передней и задней панелях и эффективно отводящих теплый воздух из корпуса. Графическая станция DEPO Race имеет хорошие возможности по дальнейшему масштабированию, в частности в корпусе установлена корзина для четырех жестких дисков с фронтальным доступом и возможностью «горячей» замены. И наконец, в этой модели установлена профессиональная графическая карта начального уровня NVIDIA Quadro 600.

Во всех графических станциях DEPO Race система охлаждения внутренних элементов базируется на малошумных управляемых вентиляторах, которые эффективно отводят теплый воздух из корпуса. Фото предоставлено производителем.

Напомним, что главным отличием профессиональных видеокарт от их игровых аналогов является оптимизация их производительности для работы в профессиональных приложениях. Компания NVIDIA, признанный лидер на рынке игровой и профессиональной графики, уже много лет оптимизирует работу графических процессоров (GPU) в интерфейсах OpenGL и Direct3D. Компания разработала более сотни различных профилей, ускоряющих работу в наиболее ресурсоемких и популярных программных пакетах для инженеров, дизайнеров и аниматоров. Специальный профиль разработан NVIDIA и для пакета КОМПАС­3D. В результате профессиональные видеокарты даже начального уровня, такие, например, как Quadro 400 и Quadro 600, показывают значительное преимущество в производительности в профессиональных CAD/CAM/CAE­приложениях по сравнению с топовыми игровыми видеокартами GeForce.

Тестирование и результаты

Для того чтобы оценить преимущества профессиональной графики перед игровыми картами и интегрированной графикой, мы применяли профессиональный пакет КОМПАС­3D. Этот продукт получил в России широкое распространение, поэтому было особенно интересно провести тестирование именно с ним. В КОМПАС­3D был открыт специально подготовленный файл со сложной 3D­моделью, включающей 1809 вложенных объектов. Одновременно с запуском КОМПАС­3D была запущена программа FRAPS, которая позволяет получить данные о значении FPS (кадров в секунду) в различных 3D­приложениях, использующих API OpenGL и DirectX. Нельзя не отметить особенность запуска FRAPS для приложения КОМПАС­3D, поскольку для получения показаний необходимо отключить интерфейс Aero в настройках операционной системы. В нашем случае в процессе исследования применялась ОС Windows 7 Ultimate 64­бит с пакетом обновлений SP1.

Результаты тестирования

Результаты тестирования

В качестве оппонентов профессиональной видеокарты Quadro 600 выступали мощная игровая видеокарта NVIDIA GeForce GTX480, видеокарта средней руки GeForce GTX560 и интегрированное в процессор IntelCore i5­2300 графическое ядро Intel HD 2000. С целью оценки производительности видеокарты проводилось сравнение показателя FPS при вращениях и перемещениях 3D­модели в программе КОМПАС­3D, поскольку вращение, перемещение или масштабирование модели являются наиболее часто совершаемыми операциями в подобных программах и должны происходить без задержек. Минимально приемлемым числом кадров в секунду считается показатель 10­15 fps.

При тестировании другие процессы на графической станции не запускались, операции проводились на протяжении 3 мин, что дало возможность получить стабильные результаты значений FPS, которые снимались программой FRAPS. Для каждой из исследуемых видеокарт процесс повторялся, а полученные данные протоколировались.

Результаты проведенных исследований представлены в таблице и на диаграмме, из которых видно, что профессиональная видеокарта Quadro 600 позволяет достичь гораздо более высокой производительности в приложении КОМПАС­3D по сравнению даже с одной из самых мощных игровых видеокарт.  Интегрированное в центральный процессор графическое ядро Intel HD 2000 показывает в этом тесте крайне низкий результат, а значит, использование интегрированной графики абсолютно нецелесообразно для приложений САПР. Игровые видеокарты, хотя и демонстрируют заметно лучшую производительность в требовательных игровых приложениях, в данном тесте показывают одинаковое значение FPS, что говорит об отсутствии оптимизации их работы в профессиональных приложениях.

Еще раз хотим подчеркнуть, что современные игровые видео­карты не позволяют получить приемлемую производительность в специализированных САПР­приложениях независимо от их стоимости. В профессиональных приложениях даже самая дорогая игровая видеокарта, например GeForce GTX580, будет уступать по производительности профессиональным видеокартам начального уровня Quadro 400 и Quadro 600. Что уж говорить о графическом ядре, интегрированном в центральный процессор!

Наши тесты подтверждают, что профессиональные графичес­кие видеокарты NVIDIA Quadro хорошо оптимизированы для работы с OpenGL­приложениями и демонстрируют отличную производительность при работе с геометрией, а значит, позволят существенно повысить продуктивность пользователей САПР.

Именно поэтому компания DEPO Computers использует в своих профессиональных продуктах для работы с графикой решения NVIDIA Quadro. Лучшие разработки многолетнего технологического партнера компания первой выводит на российский рынок в составе своих решений.

Кроме того, благодаря давнему стратегическому партнерству с компанией АСКОН, графические станции DEPO Race также первыми проходят сертификацию для работы с новейшими версиями программного обеспечения КОМПАС­3D, что гарантирует пользователям САПР оптимальную и продуктивную работу.

Эти преимущества дополняет уникальная бизнес­модель DEPO Computers, для которой предусмотрены возможность производства конфигурации под заказ, тестирование рабочих станций в демо­центре компании, разнообразные гарантийные и сервисные планы. Всё это гарантирует  владельцам графических станций DEPO Race максимальную отдачу от инвестиций.

САПР и графика 11`2011