Новое поколение профессиональных видеокарт Nvidia: Quadro K5200, K4200, K2200

Пресс-конференция в Нью-Йорке, на студии телекомпании ABC


12 августа 2014 года было официально представлено новое поколение профессиональных карт Nvidia Quadro K5200, K4200, K2200 для десктопов и рабочих станций. Анонс приурочен к SIGGraph 2014. Карты ожидаются в продаже осенью по тем же ценам, что и предшествующие модели K5000, K4000, K2000. Старшая карта, K6000, остается флагманом линейки.

У нас сложилось впечатление, что это в большей степени эволюционное обновление, с более современными графическими процессорами Kepler, а в паре моделей, K2200 и K620, уже использована архитектура Maxwell.

Младшие модели линейки, K420 и K620, пришедшие на смену K410 и K600 — это низкопрофильные экономичные модели для узкого отраслевого применения, поэтому они остаются за рамками нашего интереса. Мы не будем на них останавливаться. Дополнительную информацию всегда можно найти на официальном сайте компании.

Презентация новых профессиональных карт для мировой прессы прошла в Нью-Йорке, в одном из павильонов телестудии ABC.

Наш снимок широкоугольным объективом немного раскрывает секреты освещения студии: импровизированные софтбоксы из стандартных светильников со шторками и пергамент на канцелярских прищепках. На полу — стандартная разметка: где следует стоять ведущим и куда смотреть, чтобы попасть точно в камеру. Ничего сверхъестественного, зато какой прекрасный результат! На заднем плане видны огромные счетверенные экраны, с матричным выводом картинки. Экраны матовые, больше похожи на проекционные DLP-телевизоры, поэтому при короткой выдержке фотоаппарата часть цветов не экспонируется. Фотографирование такой презентации с рук представляет серьезную техническую проблему. Слишком короткая выдержка теряет цвета экрана, слишком длинная — дает смаз движения докладчиков. Помогает только режим серийной съемки при 1/30-1/60 секунды объективом со стабилизацией и отбор удачных кадров, где докладчик мало двигался. Съемка экранов без докладчика никаких проблем, разумеется, не вызывает.

Презентацию начал Sandeep Gupte, глава маркетинга профессиональных решений Nvidia. Он рассказал, что потребности профессионалов возросли. И дело не только в увеличении разрешения экрана. Конструкторы, разработчики и дизайнеры сегодня хотят работать не с упрощенными моделями и каркасами, а с полноценными детализированными изображениями, чтобы сразу контролировать финальный результат. Чтобы сразу видеть абсолютно все тени, блики, отражения, оценить реальные материалы, иметь возможность приближаться к интересующему участку и рассмотреть все детали вблизи. Также на этапе разработки хочется моделировать и анализировать поведение моделей, чтобы понять, как они будут себя вести в реальной жизни. Особенно это касается CAD/CAM-систем и промышленного дизайна.

В Голливуде также постоянно растут требования к вычислительным ресурсам. Уже недостаточно поддержки 4K-формата, в 4 раза больше по площади кадра, чем Full HD. Фильмы снимают в большем разрешении, например в 6K. В фильме 2014 года с Беном Аффлеком «Исчезнувшая» (Gone Girl) новая видеокарта Nvidia Quadro K5200 использовалась на этапе постпродакшн для работы с сырым материалом 6K в реальном времени, с даунсклейлом в 4K на лету, без использования прокси-файлов. Компания Nvidia приводит восторженный отзыв голливудского инженера монтажа Jeff Brue. Просмотреть трейлер фильма в формате 4K, даже без потери цветового разрешения (4:4:4), сегодня может любой желающий — достаточно вбить в поисковик «Gone Girl 4K». Наслаждайтесь!

Докладчик также затронул тему облачных вычислений. Многие компании пытаются для себя понять, как извлечь из этих технологий выгоду. Здесь уместно вспомнить Adobe Anywhere — средство коллективной работы с видео для профессионалов, где применяется Nvidia Tesla K10 — специализированный серверный ускоритель вычислений, с двумя GPU Kepler на борту.

Таким образом, сегодня Quadro — это не просто графический ускоритель. Quadro — это платформа визуальных вычислений.

Если спуститься с метафизического уровня на физический, то новые ускорители получили в 2 раза больший объем памяти. В модели K5200 количество ядер CUDA и производительность в TFLOPs для вычислений одинарной точности выросла приблизительно в 1,5 раза. В модели K4200 количество ядер практически удвоилось, расширена шина памяти, подросла ПСП. В некоторых тестах K4200 демонстрирует двукратный рост производительности. Правильнее будет трактовать это следующим образом: если раньше K4000 выглядела сомнительной моделью, где главное преимущество — однослотовость и низкая цена, то теперь ее привлекательность существенно выросла. K2200 сменила архитектуру на Maxwell, но осталась в нише карт с низким потреблением для компактных рабочих станций с маломощным БП. Две маленькие низкопрофильные карты K620 и K420 — это entry level рабочих станций, научные/промышленные десктопы или очень узкие задачи. Например, если для вывода информации на очень большой составной экран нужно связать четыре Full HD-монитора через технологию Nvidia Mosaic. Рекордная производительность обычно не требуется — важнее, чтобы все это надежно работало.


Quadro K4200

В реальных приложениях, зависимых от GPU, производительность нового поколения увеличилась в среднем на 40%. Это не революция, но, с учетом неизменной розничной цены карт на тех же позициях, это очень уверенный рост, о котором можно только мечтать, например, в мире CPU.


Quadro K5200

Докладчик не сказал об этом, но от ECC-памяти в моделях K5200 и K4200 отказались. Вероятно, в пользу вычислительных карт Tesla и взамен на рост числа ядер CUDA и ПСП. Зато теперь существует более четкое разделение на вычислительные карты Tesla и графические ускорители Quadro. Мы задали вопрос о новостях из мира вычислительных карт Tesla. Ответ такой: на сегодня новостей нет, но с новыми картами Quadro все старые карты Tesla работают по тому же принципу, без изменений.

David Hilton, в прошлом главный дизайнер Bentley Motors, ныне основатель собственной компании MotorCity Europe, рассказал, что сегодня особенно важно проектировать дизайн автомобилей точно в срок, с минимальными затратами и максимально выгодно представлять результаты своего труда заказчику. На слайде процитированы слова Дэвида: «Только с моделью Quadro K5200 у меня стало появляться ощущение, о котором я всегда мечтал, что 3D-модели, над которыми я работаю, находятся прямо здесь, передо мною».

Дэвид получил пару образцов карты Quadro K5200 пару месяцев назад и опробовал их в деле. Он загрузил пару хорошо известных ему проектов, над которыми он долгое время работал, чтобы проверить, что ему дадут новые карты. Очень сложные модели, полностью детализированные интерьер и экстерьер. Очень тяжелые и неповоротливые проекты. Раньше ему приходилось работать над отдельными кусочками автомобиля и только потом, при полной готовности, объединять эти проекты в один для рендеринга. Но клиенту хорошо было бы показать и покрутить весь живой проект целиком, а не кусочки и не рендеры. С новыми картами стало возможно то, что еще год назад было нереально. А именно: в реальном времени покрутить автомобиль с raytracing-рендерингом, приближать, удалять, рассматривать и обсуждать с клиентом все детали проекта. И конечно, дело не только в клиенте. Самому Дэвиду работать стало намного приятнее, а нужный результат достигается гораздо быстрее.

Sean Kilbride, старший технический эксперт Nvidia, «ветеран» команды Quadro, продемонстрировал пример рабочего процесса (workflow) с новыми картами Quadro. Вот что он рассказал:

«В идеале всем хотелось бы, чтобы трассировка лучей (ray-tracing) была неотъемлемой частью области просмотра (viewport), то есть фотореалистичная картинка разрабатываемой модели рисовалась бы силами GPU, вместо примитивного затенения упрощенного набора полигонов.

И как только мы останавливаем вращение модели, фотореалистичная картинка рендерится в небольшом окошке в углу экрана в реальном времени. Но иногда хочется гораздо большего! Почему бы нам не задействовать 8 видеокарт, или 20 видеокарт, да пусть хоть 40 видеокарт!

И что же мы сейчас сделаем? У нас обычный редактор Maya, со специальным плагином, который посылает все данные проекта через интернет на другой конец страны, в Санта-Клару. Там это рендерится на собранном кластере и результат отсылается обратно. Обычно если вы работаете в студии, как, например, здесь, в ABC, то у вас где-то в том же здании собрана ферма для рендеринга, и вы подключены к ней по локальной сети или напрямую. Давайте будем надеяться, что интернет нас не подведет. Итак... мы получаем фотореалистичную картинку в полном разрешении практически в реальном времени! Мы можем включить полную детализацию, все освещение, все отражения, свойства реальных материалов. И теперь картинка рендерится на весь экран, как мы и мечтали вначале. Такая технология называется Nvidia Iray VCA. В одном вычислительном блоке находится 8 видеоускорителей Quadro K6000. Но самая приятная особенность в том, что блоки могут быть собраны в кластер. Один пользователь может использовать всю вычислительную мощь кластера на полную катушку, либо эта мощность распределяется между всеми подключенными пользователями. Это абсолютно новый способ рендеринга. Iray VCA — это новое, реальное, настоящее применение облачных технологий».

Сандип добавил к этому важное уточнение, что никаких дополнительных действий от пользователя не требуется. Пользователь работает в стандартной версии Maya, для него весь процесс работы выглядит привычно. Не нужно ничего готовить, не нужно преобразовывать проект для облачного рендеринга. Одним кликом производится переключение между локальным и удаленным рендерингом. Технология уже работает с Maya. Сейчас ведутся переговоры и с другими разработчиками ПО (ISVs).

Adobe является давним и очень близким партнером Nvidia. Dennis Radeke, старший менеджер Adobe по стратегии разработки, рассказал, что индустрия Media&Entertainment успешно перешла с пленки на цифру, потом с SD на HD, с HD на 4K, сейчас идет переход на 6K. Так что требования пользователей Adobe постоянно растут, и всегда необходимо обрабатывать данные именно в реальном времени. И Adobe в тесном сотрудничестве с Nvidia постоянно работает над тем, чтобы непрерывно отвечать на все эти вызовы.

Было показано два демо: одно с Premiire Pro и одно с Illustrator. Видео о плавном скраббинге 4K-видео с кинокамер RED можно посмотреть в ролике, выложенном на YouTube.

Ранее для работы с RAW-форматом кинокамер RED в реальном времени необходимо было ставить в компьютер специализированную недешевую карту RED Rocket, процессор которой делал необходимые преобразования RAW→RGB в реальном времени. Это целая отдельная карта только для одной единственной операции playback, и ни для чего больше!

Наиболее ресурсоемкая операция — дебайеризация, то есть преобразование информации с физических датчиков матрицы камеры в рабочее цветовое пространство, с выполнением качественной фильтрации. Подчеркнем особенно, что на этом этапе довольно критично применение качественной обработки мощного GPU. Если эта операция выполняется по упрощенным формулам, для обеспечения реального времени, в самой камере или средствами CPU, в картинке либо возникают неприятные артефакты, либо теряется четкость изображения. И впоследствии это уже ничем невозможно исправить. Далее очень важно тут же отрегулировать баланс и гамма-кривую, пока цвета развернуты в пространстве с плавающей точкой и не возникли ошибки округления при переводе в RGB или, чаще, в YUV422. Не может быть? Да! Друзья, Apple ProRes 422 (2007—2009 гг. разработки) — это не панацея, но хороший компромисс.

Поддержка ускорения дебайеризации для камер RED появилась в Premiere Pro СС 2014. Встроенное в монтажку аппаратное ускорение силами GPU Nvidia (CUDA API) позволяет не только крутить в реальном времени футажи кинокамер >4K, но и регулировать целый ряд важнейших параметров этого преобразования в отдельном окне настроек. От себя заметим: жаль, что пока дело ограничивается только кинокамерами RED. Плохо, что при этом нет аппаратного шумодава — для темных сцен, например. Есть внешние плагины, но на этапе конвертации из RAW процесс намного более эффективен. Здесь есть о чем подумать разработчикам Adobe и инженерам Nvidia. У Adobe есть хорошие алгоритмы для CPU внутри Adobe Camera RAW, а у Nvidia есть CUDA. Начало положено, дальше — вопрос расстановки приоритетов при разработке следующих обновлений. Добавим, что мы, со своей стороны, оказываем давление на компании и регулярно «подбадриваем» производителей по своим каналам.


Демонстрация аппаратного ускорения в Adobe Illustrator CC 2014 также доступна в ролике YouTube на канале Nvidia. Наиболее интересно здесь то, что аппаратное ускорение задействовано и очень помогает в неожиданной области применения — проект программы Illustrator имеет десятки тысяч векторных объектов. CPU просто не способен обрабатывать такой объем информации в реальном времени. Раньше дизайнеру пришлось бы либо делать пререндеры слоев, либо жертвовать детализацией, либо работать над проектом по кусочкам. Пока ускорение действует только на платформе PC, на Mac ускорение еще не готово.

Кстати, забавная вещь — в роликах не стали отрезать хромакей. Вероятно, эту задачу оставили для зрителей. Давайте мы попробуем помочь нашим друзьям в Nvidia. (В принципе, зеленый фон мог бы сойти за «творческую задумку», если бы не мелькающие перед глазами волосы ведущего на кислотном фоне — это отвлекает зрителя от лица ведущего и от темы ролика.)

Видео с Шоном до кеинга. Затруднения с кеингом неизбежны, если снимать с неравномерным освещением цветного фона, не в RAW (без запаса по глубине цвета), а камера усугубляет ситуацию, поднимая контраст и резкость. Можно ли побороться? Конечно! Ситуация вполне решаемая, тем более что снято резко, и совершенно нет теней от монитора и ведущего.

Давайте, например, используем Adobe After Effects и плагин Keylight 1.2. Он входит в комплект любой версии After Effects.

Видео с Шоном после кеинга (в проекте отключен верхний слой с оригиналом). Как мы видим, плагины работали практически с настройками по умолчанию. (Можно еще поколдовать и добиться лучшего результата, если у вас версия After Effects CC или выше, где появились два новых эффекта для устранения артефактов при кеинге: Key Cleaner и Advanced Spill Suppressor.)

Монитор вырезан по маске с Feather и вытащен на верхний слой. Также это позволило нам чуть приглушить яркость монитора с помощью Curves. Задний фон обязательно должен быть с эффектом Blur, чтобы оптически отбить ведущего от фона. Можно еще сильнее прибить яркость и насыщенность фона или вовсе убрать фон. Мы также немного подтянули розовые оттенки в сторону желтого, чтобы кожа лица не имела покраснений и выглядела здоровее.

Данный проект довольно простой и хорошо подходит в учебных целях. Все желающие могут потренироваться и легко достичь вершин искусства постпродакшн!

Далее выступил Steve MacPherson, главный по технологиям студии Framestor, производящей спецэффекты для Голливуда. На YouTube-канале FramestoreOfficial можно посмотреть подробные видеоролики о производстве эффектов для оскароносных кинофильмов. Забавный момент: Стив поделился с нами главной, на его взгляд, проблемой в их сфере — ожидания зрителей (и продюсеров) растут с каждым новым фильмом. Стоит чуть-чуть где-то недоработать, с освещением или свойствами материалов, и компьютерная графика сразу выглядит ненатурально. Поэтому специалисты по спецэффектам всегда используют все самые последние вычислительные технологии, все самое мощное железо и софт, невзирая на их цену. И они же работают в тесной кооперации с лидерами рынка, постоянно высказывая свои пожелания. Судя по результату, от этого взаимодействия есть толк.

Голливудские студии — это безусловный локомотив киноиндустрии, с огромными бюджетами и лучшими специалистами. Далее все наработки спускаются ниже, на массовый рынок, чтобы быть доступными для всех профессионалов кино и телевидения.

Неужели в Голливуде используют Nvidia Quadro? Да. Нас заверили, что над каждым проектом работает команда из 50-60 специалистов разных профессий. Новые карты Quadro будут, безусловно, востребованы из-за их скорости и возможности работы с форматом 4K в реальном времени. Производительности, как известно, «много не бывает» — с ростом вычислительной мощности приходят и новые возможности, и идеи для реализации.

Wil Braithwaite, старший инженер отдела прикладных исследований Nvidia, провел демонстрацию, которую также увидели посетители SIGGraph 2014. Симбиоз планшета на процессоре Nvidia Tegra и рендеринг 3D-сцены в реальном времени на Quadro дает новые перспективные возможности. При создании анимационных 3D-фильмов одна из проблем — поиск нужного плана, ракурса, положения камеры относительно главного героя. Для общего, ближнего, среднего, крупного планов часто необходимо расставить несколько камер и переключаться между ними, как при натурной съемке реального кино. Это кропотливая и нетворческая работа, которую приходится выполнять средствами 3D-редактора.

Суть инновации Nvidia в том, что планшет становится виртуальной камерой, с которой можно ходить по комнате, перемещать, вращать ее в реальном мире. При этом положение виртуальной камеры в редакторе синхронизируется в реальном времени. В 2000-х годах для этого даже брали реальную большую кинокамеру Panavision, обвешивали ее датчиками и достаточно сложным способом синхронизировали ее положение в пространстве с 3D-сценой в Maya. Оператор ходил с камерой по комнате или даже вез ее по рельсам, чтобы воссоздать все те приемы съемки, которые наработаны в кинематографе. Сейчас работа намного облегчается. Здесь же может применяться технология Nvidia Iray VCA, и задержка на рендеринг при этом будет составлять менее 0,5 секунды. Это уже позволяет работать с комфортом.

Еще раз ключевые моменты нового поколения Quadro.

  • Проверенная надежность железа и ПО на уровне промышленных стандартов
  • Свыше 100 сертификаций компаний, разрабатывающих профессиональное ПО
  • Скорость вычислений и графики увеличилась
  • Вдвое вырос объем набортной оперативной памяти
  • Интеграция с облачными технологиями (Nvidia Iray VCA) и мобильными технологиями (Nvidia Tegra)
  • Цена та же самая, не повышалась
  • Срок поступления в продажу — сентябрь 2014 г.

Lenovo также показала новую линейку рабочих станций ThinkStation, которая была анонсирована 12 августа 2014 г. на SIGGraph. В этой линейке будут доступны конфигурации с новыми картами Quadro. В частности, продемонстрирована новая двухпроцессорная рабочая станция с двумя установленными Quadro K5200. Доступность в продаже — октябрь 2014 г.

Дизайн достаточно простой. В основном упор на функции и внутренний конструктив, но внешне смотрится неплохо. Внутри все достаточно плотно упаковано, пустоты нет. Два CPU находятся в своих воздуховодах. Благодаря этому забор воздуха к каждому процессору свой.

Всего внутри три раздельных линии поступающего воздуха, что обеспечивает приток холодного воздуха к БП, к процессорам, к видеокартам.

Ручки в верхней и нижней части корпуса позволяют легко переносить станцию.

Красными полосками в корпусе для удобства отмечены места заменяемых компонентов. Для замены не нужна отвертка. Отметим сменные вентиляторы: этот элемент со временем становится главным источником шума при интенсивной эксплуатации. Рабочая станция эксплуатируется с повышенным износом, а значит, должна быть ремонтопригодной.

Процесс разборки. Снятие воздуховодов и различных модулей. Можно полностью разобрать рабочую станцию без отвертки, включая извлечение материнской платы!

Как мы видим, внутри нет никаких болтающихся проводов. Наши вопросы вызвали два маленьких вентилятора в БП. Представитель компании пояснил, что, во-первых, их наличие обусловлено стандартным форм-фактором. Во-вторых, в рабочих станциях Lenovo вентиляторы в БП больше по размеру, чем у конкурентов. И там, где позволяет размер, конечно же стоят большие низкооборотистые вентиляторы. К уровню шума сейчас предъявляются повышенные требования, и Lenovo в этом аспекте может предложить на 40% менее шумящие рабочие станции, чем у конкурентов.


Интересные опции — RAID-массивы PCIe либо M.2. Внешняя панель с разъемами или возможностью подключения HDD на салазках.

Интересная возможность диагностировать состояние рабочей станции через мобильное устройство на Windows и Android. Вместо выдачи 4-значного кода приложение подскажет, в чем текущая проблема, и позволит отправить лог с ошибками в тех. поддержку, тем самым сэкономив время на объяснения по телефону.

Обновленная линейка моделей. В новом поколении рабочих станций Lenovo постарались установить все самое последнее, включая поддержку еще не вышедших моделей процессоров Intel Xeon. Есть самая маленькая модель P300 SFF в тонком корпусе. Она как раз рассчитана на самые младшие низкопрофильные карты Quadro. Подробная информация о каждой модели имеется на сайте производителя.

Интервью с Sandeep Gupte, главой маркетинга профессиональных решений Nvidia

Назовите нам пару классных особенностей новых карт Quadro.

Мы считаем Quadro намного большим, чем просто видеокарты. Это платформа. Это платформа визуальных вычислений. Сама карта — это просто «фундамент», на котором дальше стоят профессиональные драйвера и технологии. Например, Mosaic, технология мультимониторного вывода.

Одна фича засчитана. Что еще?

Сверхмалые задержки при вводе-выводе видео, для телевещания. Это позволяет послать видео в GPU, обработать и вывести обратно практически с нулевой задержкой. Это еще одно достоинство платформы Quadro. CUDA — это еще одна область применения. CUDA поддерживается множеством приложений для ускорения обсчета.

Хорошо.

Есть и еще технологии. Интерактивный фотореалистичный рендеринг, Iray. Это еще один компонент платформы.

Помимо удвоения памяти, увеличение ПСП, количества ядер CUDA, увеличение TFLOPs, причем без существенного роста энергопотребления, мы также добавили Sync теперь и в модель K4200. Это позволяет создавать очень большие экраны из нескольких видеокарт, установленных в системе. Мало того, что модели 5000 и 6000 дороже, они еще и двухслотовые. K4200 однослотовая, в систему легче установить несколько таких карт.

И все новые карты поддерживают 4 монитора?

Да, абсолютно все модели поддерживают 4 монитора. Нужно использовать мультистриминг, тогда можно подключить четыре Full HD-монитора.

Что с поддержкой 4K?

Все карты поддерживают 4K. Вы можете подключить два 4K-монитора при частоте развертки 60 Гц.

Получается, что новое поколение — это просто эволюция, не революция?

Все зависит от того, что вы понимаете под терминами «революция» и «эволюция». С одной стороны, есть эволюционное наращивание скорости работы. С другой, мы впервые представили облачный рендеринг. Раньше это было невозможно. Также впервые мы представили возможности для кинематографистов, показанные на нашей демонстрации. И вот эти вещи — это точно революция. Такого точно не было раньше. Поэтому мы уже отходим от простого сравнения паспортных данных. Мы отвечаем на вызовы, стоящие перед нашими пользователями. Мы выходим за рамки привычных вещей. И в центре этого действия находится платформа Quadro.

Существуют ли новые карты в данный момент? Это не бумажный анонс?

Да, безусловно. Карты существуют. Они уже готовы для прессы. Они готовятся для поступления в продажу в скором времени.

Куда можно отправить список пожеланий к картам Quadro? Что, если читатели присоединятся к нашим пожеланиям?

Если у вас есть такой список, смело отправляйте его напрямую нам в Nvidia, в отдел разработки Quadro. Мы будем очень рады!

Спасибо!




Дополнительно

ВИКТОРИНА TT

Материнские платы какого форм-фактора можно устанавливать в корпус Thermaltake Versa C22 RGB Snow Edition?

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.