0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Преимущества профессиональной графики NVIDIA Quadro при работе с САПР приложениями

Преимущества профессиональной графики NVIDIA Quadro при работе с САПР приложениями

1. Поддержка высоких уровней сглаживания

Драйверы профессиональных карт Quadro предоставляют возможность выбирать в панели управления высокий уровень сглаживания – до 64х. На практике это дает существенно лучшее восприятие множества линий и границ объектов в сцене. На игровых видеокартах GeForce такие уровни сглаживания просто недоступны. На рисунке ниже приведен скриншот NVIDIA Control Panel для графических ускорителей GeForce и Quadro с активным режимом сглаживания Override any application settings.

Рис. 1-1. Драйвер GPU NVIDIA Quadro предоставляет возможность выбора более высокого качества
сглаживания граней объектов и линий, по сравнению с драйвером для GPU NVIDIA GeForce

Рис. 1-2. Примеры сглаживания линий и граней объектов на GPU NVIDIA Quadro и NVIDIA GeForce

Фильтрация текстурных карт играет важную роль, это актуально при работе над игровыми приложениями и при разработке аппаратных шейдеров, для Open GL или DirectX. Но для того, чтобы обрабатывать большое количество текстурных карт и реализовывать поддержку карт с высоким разрешением (до 16K), необходим другой подход при работе с графической памятью.

2. Использование графической памяти

Важной функцией при работе с памятью является её очистка для последующих задач или оптимальное использование для хранения данных. В профессиональных графических ускорителях память используется более равномерно, чем в игровых решениях. Это обусловлено отлаженной и стабильной работой программного обеспечения и драйвера GPU, а также возможностью очистки памяти реализованным в нем.

В зависимости от проектов объем данных может варьироваться, а в ряде случаев может быть колоссален по определению, профессиональные карты традиционно оснащаются большим объемом памяти. Только среди профессиональных ускорителей есть возможность использовать до 24 Гб памяти, которые помогают работать с текстурами, моделями, данными любой сложности и хранить их, не опираясь на создание резервного кэша.

Мы провели тест на использование памяти игровыми и профессиональными GPU. Основная его задача заключалась в отслеживании использования графической памяти в процессе моделирования трехмерной геометрии.

В процессе загрузки сцены и текстурных карт графическое ядро приложения старается полностью использовать память. В большинстве случаев 2–4 Гб графической памяти достаточно для работы над моделями средней сложности. С другой стороны, когда сцена содержит больше объектов и текстур, требования к объемам и возможностям памяти возрастают и могут потребоваться объемы в 8, 12 и более Гб, а также повышаются требования к её рациональному использованию.

Рисунок ниже демонстрирует пример того, какой объем памяти используется при загрузке модели в пакете Autodesk Maya 2016 Extension 2. Так как в драйвере выбрано автоматическое распределение ресурсов GPU, графическое ядро программы отдало приоритет GPU с большим объемом памяти.

Рис. 2-1. Пример работы графического ядра приложения с GPU NVIDIA Quadro и использования памяти при активизации режима отображения текстурных карт

Рис. 2-2. Пример использования памяти при создании дубликатов геометрии и шейдеров с текстурами

3. Управление рабочими столами

Рис. 3-1. Пример применения nView Desktop Management для управления тремя рабочими столами

Рис. 3-2. Пример применения функции Guideline Editor для распределения диалоговых окон приложений

Рис. 3-3. Функции Windows Manager позволяют пользователю лучше управлять окнами приложений

4. Инструменты мониторинга и конфигурации

Рис. 4-1. Компоненты установки драйверов GPU NVIDIA для линейки GeForce и линейки Quadro

Рис. 4-2. Инструментарий Microsoft Management Console с оснасткой Performance Monitor и добавленными счетчиками NVIDIA GPU (NVIDIA WMI)

Также, в отличие от игровых видеокарт, в профессиональных GPU реализована возможность конфигурации под определенные задачи. Например, на одном из установленных в системе GPU вам необходимо выполнять только вычисления с помощью NVIDIA CUDA, а на другом/других, вам необходимо и вычислять и работать с графикой. Для распределения нагрузки вы можете использовать утилиту NVIDIA SMI, доступную как для Windows, так и Linux и выполнить соответствующую конфигурацию GPU. Данная утилита также доступна и для некоторых моделей игровых графических ускорителей, к ним относятся модели, выпускаемые под брендом GTX Titan. Но функционал в данном случае будет сильно ограничен.

Рис. 4-3. Утилита NVIDIA SMI отображающая информацию о загрузке графических процессоров

Читать еще:  Проверка оперативной памяти Windows xp

5. Конфигурация для работы с несколькими GPU

В драйвере NVIDIA Quadro доступна большая группа настроек — «Workstation», с помощью которой выполняется конфигурация GPU. При конфигурации вы можете выбирать, какой из доступных GPU будет использоваться для работы только с графикой, а какой – для работы с графикой и вычислениями. В драйвере для игровых графических ускорителей вы можете выбирать только графический процессор для вычислений в CUDA-приложениях, что существенно ограничивает пользователя в конфигурации.

Рис. 5-1. Выбор GPU для визуализации виртуального пространства в OpenGL приложении,
выбор GPU для вычислений в CUDA приложении и глобальная конфигурация параметров рабочей станции

Рис. 5-2. Пример параметров NVIDIA Iray, когда все GPU могут быть использованы для вычислений и
когда для вычислений может быть использованы устройства глобально определенные драйвером

6. Несколько примеров реализации функций в САПР с GPU NVIDIA Quadro

Основной упор мы делали на качестве изображения и производительности графического ядра при визуализации параметрической модели в виртуальном пространстве, использовании ресурсов графических процессоров и выполнении вычислений общего назначения.

Производительность зависит не только от графики

Ключевая идея заключается в минимизации простоя в процессе вычислений, выполняемых на CPU и передаваемых GPU для визуализации. По своей сути, графический процессор не будет ожидать данные, которые к нему поступают после вычислений на CPU, и промежуток времени, в который GPU бездействует, будет заполнен определенными задачами, например вычислениями.

Рис. 6-1. Пример распределения задач между множеством потоков в процессе обработки сцены

КОМПАС-3D V16

Рис. 6-2. Пример отображения модели в виртуальном пространстве пакета КОМПАС-3D V16 на GPU NVIDIA GeForce и NVIDIA Quadro

T-FLEX CAD 14

Рис. 6-3. Параметры графической подсистемы пакета T-FLEX CAD

Рис. 6-4. Пример визуализации с помощью NVIDIA OptiX в T-FLEX CAD

Важным достоинством работы с такими приложениями как КОМПАС-3D и T-FLEX CAD является поддержка OpenGL, это важное условие при работе с Multi-GPU конфигурациями. Вы можете распределить каждое из приложений на выделенный GPU с помощью драйвера NVIDIA Quadro и выполнять все необходимые вычисления и работу со сценами в каждом из приложений. Это удобно, когда необходимо готовить проект в нескольких приложениях и передавать данные из одного приложения в другое.

SOLIDWORKS 2016

Рис. 6-5. С помощью SolidWorks RealView вы можете создавать высококачественные иллюстрации с помощью OpenGL и аппаратных шейдеров

При использовании профессиональных ускорителей NVIDIA Quadro пользователям SolidWorks доступны все основные возможности графического ядра и высококачественного затенения. (В сети можно встретить публикации посвященные активизации RealView в SolidWorks на игровых GPU. Но как показала практика и персональные исследования, активация данных функций не дает должного эффекта по сравнению с реализацией на профессиональных графических ускорителях. Зачастую это обусловлено определенными расширениями и возможностями шейдеров, которые становятся доступны при наличии связанного аппаратно-программного решения, аналогичного NVIDIA Quadro).

SOLIDWORKS Visualize

Ядро NVIDIA iRay может работать в двух режимах, высококачественном фотореалистичном режиме (Unbiased mode) и в упрощенном режиме, основанном на простой трассировке лучей (Biased mode).

Рис. 6-6. Пакет SolidWorks Visualize позволяет выполнять фотореалистичную визуализацию изображений с применением возможностей графических ускорителей

CATIA LiveRendering

Рис. 6-7. Система визуализации CATIA LiveRendering на основе NVIDIA iRay

Решение для визуализации может быть использовано совместно с NVIDIA Quadro и программно-аппаратной платформой NVIDIA Quadro VCA, позволяя увеличивать производительность в работе над комплексными и сложными моделями.

7. Расширенные функции конфигурации рабочей станции

В зависимости от того, какой графический ускоритель находится в вашей рабочей станции, их количества и подключенных дисплеев, вам становится доступны те или иные функции. Обычно это функции для просмотра системной топологии и управления использованием ресурсов графических процессоров. Если у вас несколько одинаковых дисплеев, вы можете использовать возможности технологии NVIDIA Mosaic для создания единого дисплея на все устройства и его калибровку.

Рис. 7-1. Настройка технологии NVIDIA Mosaic

Для решения задач, связанных с высокоточными вычислениями и требующими постоянной целостности данных, находящихся в оперативной памяти графического ускорителя, может возникнуть необходимость в памяти с коррекцией ошибок (ECC Memory). В драйвере для ускорителей NVIDIA Quadro и NVIDIA Tesla пользователю предоставляется интерфейс для активации функции коррекции ошибок памяти.

8. Мобильные решения NVIDIA Quadro

Рис. 8-1. В драйвере для мобильного графического ускорителя NVIDIA Quadro
вы можете выбрать один из доступных ускорителей или предоставить выбор программному обеспечению

На практике я использую мобильную рабочую станцию с NVIDIA Quadro K1000M для тестирования программного обеспечения. Это удобное решение для работы с небольшими проектами и бета-версиями программного обеспечения, ею удобно пользоваться в дороге в очередном путешествии, а также удобно использовать для проведения презентаций и мастер-классов.

Заключение

За годы работы с профессиональными решениями NVIDIA Quadro, я был сильно удивлен отсутствием возможности распределения ресурсов для визуализации в OpenGL или Direct3D на ускорителях игровой линейки. А возможности для управления функциями рабочей станции, доступные в профессиональных решениях NVIDIA Quadro, позволяют централизованно управлять доступными специальными функциями, например управление ECC памятью и распределение ресурсов для визуализации графики или вычислений общего назначения, а также управления такими возможностями, как конфигурация специальных решений на основе Quadro Sync и Quadro SDI. Поддержка вывода изображения и множества буферов кадров на различные дисплеи могут быть достигнуты только с помощью профессиональных решений, а при создании сложных мультидисплейных конфигураций необходима высокая точность в выводе изображения. Что достигается с помощью специализированного программного обеспечения, поддерживающего функции корректировки изображений и наложения, доступные в решениях на подобии NVIDIA Quadro. Системные же администраторы получают гибкие инструменты для управления инфраструктурой и оборудованием не только на локальных системах, но и на удаленных системах, что значительно упрощает работу и мониторинг работы оборудования.

Читать еще:  Windows 10 enterprise или professional что лучше

В представленной вашему вниманию статье я постарался продемонстрировать наиболее заметные отличия между игровыми и профессиональными графическими ускорителями, но не со стороны производительности, а с точки зрения функционала. Многие функции могут быть использованы в повседневной работе как с 2D, так и с 3D приложениями, высокое качество сглаживания и оптимальное использование памяти позволяют рационально использовать возможности системы в целом, и оперировать достаточно большими массивами данных. Программное обеспечение, поставляемое вместе с профессиональными графическими ускорителями, позволяет решать гораздо больше задач по сравнению с игровыми решениями. Большей отдачи удастся получить от индивидуальной конфигурации, как глобальных профилей, так и индивидуальных для каждого приложения профилей.

Благодарности

Официальным производителем и поставщиком профессиональных видеокарт NVIDIA Quadro в Россию является компания PNY Technologies.

Встроенные видеокарты

Встроенные видеокарты поставляются вместе со всей «начинкой» ПК, и правильно называются интегрированными. Почему? Потому что они соединены (интегрированы) напрямую с центральным процессором компьютера, который и служит основным ядром для обработки графики. Интегрированные видеокарты также не имеют собственной видеопамяти, и при необходимости черпают ресурсы вашей оперативной памяти.

Поэтому функциональность таких карт сильно ограничена — ведь у процессора масса других задач, а оперативная память не резиновая. Встроенной видеокарты хватает, чтобы вывести изображение на экран, но больше ресурсов процессор и память отдать на обработку видео не могут. Поэтому на встроенной видеокарте изображение частенько «подтормаживает» и приложения открываются дольше — ведь нагрузка падает на процессор, который и так занят. Особенно часто со встроенной видеокартой интегрируются процессоры Intel, например, вот этот:

Профессиональные и игровые графические карты. В чем разница?

Решил для себя разобраться — в чем же отличие между профессиональными и игровыми графическими картами?

Сразу хочу сказать, что я не профессионал в этой области и дальнейшее изложение будет на уровне обычного пользователя. Если хотите прочитать профессионально написанные материалы с кучей цифр, графиков и терминов, то в конце статьи есть две ссылки.

  • Узкая направленность. Профессиональные видеокарты ориентированы на использование в специализированных приложениях, предназначенных для работы с трехмерным моделированием, созданием анимационных роликов, визуализацией трехмерных объектов и сцен и пр. Тогда как игровая карта универсальна и подходит для решения широкого круга задач, связанных с обработкой графики
  • Используемое API — большинство игр для своей работы используют DirectX, а серьезные приложения для трёхмерного моделирования и САПР используют OpenGL. Это связано с тем, что в играх используются простые с технической точки зрения трехмерные сцены, состоящие из небольшого числа малоподвижных полигонов с наложенными на них текстурами и визуальными эффектами, в том числе шейдерными. В профессиональных программных пакетах трехмерного моделирования в формировании сцен используется гораздо большее число полигонов и практически не используются текстуры и, тем более, эффекты, поскольку самые распространенные типы отображения — каркасные модели и заливка по Гуро.
  • Ключевой параметр для профессиональных видеокарт — геометрическая производительность графического процессора, а для игровых — скорость текстурирования и быстродействие шейдерных блоков.
  • Специализированные OpenGL драйверы. Многие разработчики АО и ПО выпускают свои собственные драйверы для видеокарт, ориентированные на работу с конкретным приложением. Так, например, для видеокарт NVIDIA Quadro существуют драйверы, сертифицированные для работы с AutoCAD или Autodesk Inventor.
  • Аппаратно поддерживаемые функции. В профессиональных картах встроен ряд оптимизированных функций и технологий, который в игровых картах отсутствует за ненадобностью. Например, поддержка краевого сглаживания пикселей и линий, аппаратное ускорение вывода окон, курсора и меню поверх трехмерных моделей, аппаратное ускорение плоскостей разреза в CAD-системах, поддержка специальных алгоритмов расчета освещения и др.

10 комментариев:

«На одной из машин перед установкой Quadro 410 стояла GeForce GT 730, так после смены систему стало не узнать.» — Можно подробнее?

Конечно. Из того, что помню:
— Быстрее стали выводится окна в среде моделирования, их перетаскивание стало без рывков и перестал слышаться характерный треск в звуковом канале при их перетаскивании
— в Inventor смог установить время смены вида 0 и минимальную частоту 3 Гц (до этого комфортно мог установить только 2 сек и 15 Гц)
— В режиме реалистичного отображения с трассировкой луча в низком качестве картинка стала формироваться раза в 4 быстрее, в нормальном — раза в 2
— В чертежах разрезы и сечения стали прорисовываться заметно быстрее (время на открытие файлов со множеством проекционных видов сократилось.)
— В AutoCAD при перетаскивании больших блоков и больших выделенных кусков пропали артефакты и задержки отображения, меньше стало мусора на экране

Читать еще:  Анизотропная фильтрация в играх что это

Это из заметных, может было и еще что-то, уже не помню или не заметил.

Вот хорошая статья про работу обычных и проф. GPU в различных прикладных приложениях:
http://www.thg.ru/graphic/grafika_dlya_rabochikh_stantsiy/index.html

Список приложений:
CATIA V6 R2012
Creo 2
Energy
Maya 2013
Siemens NX 8.0
SolidWorks 2013

Видеокарты:
AMD от FP V3900 до FP W9000. ATI radeon 7750 и R9 290X
NVidia от Quadro К600 дл Quadro 6000. GF GTI 780Ti
http://www.thg.ru/graphic/grafika_dlya_rabochikh_stantsiy/images/grafika_dlya_rabochikh_stantsiy_019.png
http://www.thg.ru/graphic/grafika_dlya_rabochikh_stantsiy/images/grafika_dlya_rabochikh_stantsiy_048.png
http://www.thg.ru/graphic/grafika_dlya_rabochikh_stantsiy/images/grafika_dlya_rabochikh_stantsiy_064.png

Бывает здесь кто-нибудь? Есть вопрос по размерам в связке AIP+Quadro, если не затруднит.

В чем именно вопрос?

Добрый день! Спасибо, что отозвались. Помимо конструирования выпускаем документацию в AIP — на машине с Quadro при простановке размеров в чертеже происходит, как бы затемнение жёлтого листа. Это «не нравится» конструктору. Убрать этот эффект не получается. Может и не в Quadro дело, но машинах с игровыми карточками такого не наблюдается. Уже даже просто интересно в чём дело.

AIP — autodesk Inventor Professional?
стилей освещения, таких как в среде 3Д, в чертеже нет.
жёлтый фон можно через API менять на любой другой, можно на белый.

Насколько процессор важен в играх

В играх важен баланс в сочетании процессора и видеокарты. Ведь если ЦП не успевает подавать информацию для обработки ГП – потенциал карты будет не раскрыт. Если процессор, наоборот, мощный, а видео – посредственное, он не даст ощутимой прибавки в FPS.

Условная связка из Intel Core i9 или AMD Ryzen 7 и Nvidia GTX 1060 в играх окажется всего на чуточку быстрее, чем связка той же видеокарты с Core i5 или Ryzen 3. Эта разница будет столь мизерной, что на глаз вы ее не увидите. А вот тандем из i5 и GTX 1070 выйдет мощнее (и дешевле), чем i9 и GTX 1060. То есть, в играх мощная видеокарта все-таки важнее.

Важность GPU вовсе не значит, что процессором можно пренебречь. С условным Core i3 или Ryzen 3 потенциал RTX 2080 Ti окажется не раскрыт полностью, переплата за флагманский GPU будет бессмысленной.

Опыт тестов и исследований показывает, что оптимальной является связка, в которой GPU по маркетинговому рангу равен или чуть выше процессора. То есть, к бюджетно-средней GTX 1060 подойдет ЦП вроде Ryzen 3 или Core i3 с 4 ядрами, к среднему классу наподобие GTX 1070 – Core i5 или Ryzen 5, а к флагману уровня RTX 2080 Ti – что-то из i7 или Ryzen 7.

Тратиться на Core i9 для игр смысла почти нет. Эти чипы дают мизерный прирост FPS в сравнение с i7, но сильно удорожают сборку ПК. Такие процессоры – решения рабочие, а не геймерские, и топовая видеокарта с предтоповым ЦП – сочетание куда более удачное, чем предтоповый ГП с флагманским процем.

Сборки вида «Core i9 + RTX 2060» являются и вовсе дисбалансными для геймера. ПК с процессором Core i7-8700 или Ryzen 7 2700 и графикой GeForce RTX 2060 в играх окажется всего на какие-то проценты медленнее, чем с i9-9900X, но дешевле на тысячу долларов. Все потому, что играм пока без особой нужды больше 8 ядер, а хорошая видеокарта важнее.

Помимо того, что флагманские чипы гораздо дороже моделей уровнем ниже, с их использованием растут и сопутствующие расходы. К примеру, самая бюджетная плата для Core i7-8700 или Ryzen 7 2700 стоит около $60, для i9-9900X – около $300. То же самое и с кулером, который для чипа числом ядер больше 10 обойдется недешево.

Наконец, при росте энергопотребления понадобится более мощный БП. Ведь связка i7-8700 и RTX 2060 имеет суммарный TDP примерно на треть ниже, чем i9-9900X и та же RTX 2060. Если для первой конфигурации хватит и «бронзового» блока питания ватт на 500-600, то второй необходимо нечто посолиднее.

Таблица производительности графических чипов современных видеокарт

Чтобы подобрать классный игровой GPU, пригодится нижеследующая таблица. В ней модели размещены по убыванию показателей производительности, а также есть ориентиры для геймеров.

Чтобы выбрать лучшую дискретку для игрового ПК, понадобится учесть и бренд, и параметры. Геймеру, который играет изредка или не требователен к пресетам, не нужно переплачивать за топовый вариант, который может выйти дороже, чем вся компьютерная сборка. Другой разговор — выбирать видеоадаптер для геймплея на ультрах, да еще и под монитор с высоким разрешением.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector