Видеокарты Nvidia Quadro FX 4800 и 5000


профессиональные видеокарты Nvidia Quadro

Профессиональные 3D-видеокарты не так уж и часто являются объектами нашего изучения, однако мы решили отойти от этой порочной практики. Поводом для этого стало начало использования компанией Nvidia архитектуры Fermi и в картах семейства Quadro, а основной причиной — желание посмотреть, насколько актуальны специальные профессиональные модели с точки зрения сегодняшнего дня. По крайней мере, в приложениях 3D-моделирования и CAD, которых в нашей методике тестирования процессоров не так уж и мало. Мы традиционно используем для нашего тестирования «обычные» игровые модели (благо они подходят не только для игр), однако очевидно, что при сборке специализированной рабочей станции есть смысл смотреть в сторону как раз специальных решений. А вот оправдана ли переплата за них? Для этого нужно сравнить функциональность и производительность с распространенными массовыми моделями. Например, используемой нами в текущей версии методики картой на чипе AMD Radeon HD 5870. Но сначала познакомимся с испытуемыми.

Nvidia Quadro FX 4800

профессиональная видеокарта Nvidia Quadro FX 4800

Первая героиня относится к уже уходящему поколению, в котором она занимала вторую позицию сверху. Она основана на чипе GT200b, изготавливаемому по техпроцессу 55 нм, который также использовался в игровых картах типа GTX 275 (именно такая применялась нами в стандартной для прошлогодней методики тестирования платформе) или GTX 285, однако по сравнению с последними многие характеристики карты были сильно урезаны. В частности, унифицировнных процессоров в FX 4800 всего 192 (столько же, сколько и в первых GTX 260 на первой версии GT200), а частоты ядра и шейдерных процессоров составляют 600/1200 МГц (против 633/1404 МГц у GTX 275 или 575/1240 МГц всех версий GTX 260). Причина проста: если геймеры готовы были мириться с высоким энергопотреблением и тепловыделением топовых карт, то профессионалы — вряд ли. Тем более, что в игры люди редко играют по многу часов подряд, так что немалую часть времени графический ускоритель простаивает, а вот рабочий день — это именно рабочий день.

Существенному урезанию подверглась и система памяти: ширина шины всего 384 бита (против 448 у GTX 260/275), а эффективная частота — 1600 МГц (соответственно, у 260/275 — 2000/2268 МГц). Зато все эти мероприятия позволили карте не только «вместиться» в тепловой пакет 150 Вт (и, соответственно, обходиться лишь одним дополнительным разъемом питания, нужным, в основном, для страховки — теоретически столько вполне может обеспечить и сам по себе разъем PCIe 2.0), но и сделать это, неся на борту огромное по тем временам количество памяти — 1,5 ГБ. Такой объем памяти профессиональным моделям действительно нужен (недаром они комплектовались 64 или 96 МБ памяти уже тогда, когда для игровых карт 16 МБ считались роскошью, а не необходимостью), благо разнообразных текстур может быть куда больше, чем в играх. Таким образом, скорость текстурирования имеет важное значение.

Концептуальные отличия от игровых карт не заканчиваются на внутреннем устройстве, но проявляются и в особенностях коммутации карт серии Quadro с внешним миром. Для связи с «совсем внешним» применяются разъем DVI-I Dual-link и два порта DisplayPort, каждый из которых поддерживает разрешение до 2560×1600 точек. В игровые карты поддержка трех мониторов пришла, напомним, лишь год назад, ну а профессиональные модели с необходимой функциональностью продавались и ранее :) Нашлось на задней панели и место для (относительной) экзотики — разъема для стереоочков.

Внутренние интерфейсы — SLI- и SDI-разъемы. Назначение первого давно известно всем нашим читателям — он позволяет собрать систему из нескольких видеокарт. Но, кстати, профессиональное назначение наложило свой отпечаток и на технологию SLI — ее можно использовать двумя способами. Самый простой и примитивный доступен и игровым моделям — просто увеличиваем производительность путем объединения мощности двух карт. Второй же появился только в Quadro начиная с модели FX 3800 (и, естественно, доступен в FX 4800 и FX 5800, а также их аналогах из нового поколения, один из которых мы рассмотрим чуть позднее) и называется SLI Multi-OS. Новая технология позволяет при использовании двух карт и ПО виртуализации «раздать» их двум виртуальным машинам для параллельной работы. В общем, одна рабочая станция превращается в две полноценных — со своими видеоускорителями и собственными мониторами! А разъем SDI (Serial Digital Interface) нужен для подключения специальной дочерней карты, позволяющей в реальном времени выводить HD-поток с наложением на него отрендеренного при помощи Quadro изображения.

В общем, современным профессиональным видеокартам уже тесно в привычной нише 3D-моделирования и CAD-систем, так что они осваивают новые сферы применения :) В свое время полнометражный мультфильм «Кто подставил кролика Роджера?» вызвал немало восторгов, поскольку оказался первым настолько качественным продуктом совмещения видео и мультипликации — сейчас подобные технологии доступны и небольшим студиям (а то и одиночкам), обзаведшимся Quadro SDI. Понятно, что сам по себе компьютер не сделает всю работу по созданию шедевра, но существенно облегчить рутину он точно сможет :)

А в остальном — просто видеокарта :) После знакомства с последними игровыми монстрами даже не особо впечатляет внешний вид — карта занимает, конечно, два слота, но это уже давно стандартная практика, зато обходится всего одним дополнительным коннектором питания, не шумит, спокойно помещается в любой корпус (за исключением, может быть, самых тесных). В общем, выделяется только ценой и функциональностью. Возможно, что и производительностью, но это мы проверим чуть позже.

Nvidia Quadro 5000

Профессиональные модели на Fermi появились чуть позже игровых, зато их выпустили сразу целую линейку из трех моделей, заменяющих семейство Quadro FX, о чем мы уже писали летом прошлого года. Таким образом, 5000 в новой серии является как раз аналогом FX 4800, чем для нас и интересен.

профессиональная видеокарта Nvidia Quadro 5000

Изменения начнем изучать с внешних. Карта стала даже немного легче и компактнее, по-прежнему обходясь всего одним дополнительным 6-контактным разъемом питания. Формально ее пиковое энергопотребление, впрочем, немного выросло и составляет теперь 156 Вт, однако на фоне топовых игровых моделей это по-прежнему немного. Набор внешних интерфейсов формально остался тем же: SLI, SDI, разъем для стереоочков, DVI-I Dual-link и два порта DisplayPort, однако немного изменился качественно. Во-первых, максимальное разрешение увеличилось с 2560×1600 до 3840×2400. Во-вторых, DisplayPort теперь поддерживает 30-разрядный цвет, что совместно с подобающим монитором обеспечивает палитру в 1,7 миллиарда цветов, на два порядка превышая возможности «обычного порошка».

Жаль только, что мониторы с поддержкой Deep Color пока дороговаты — например, Hewlett Packard предлагает скромненькую 24-дюймовую модель с разрешением всего 1920×1200 за 2,5 тысячи долларов, при том что 30″ (2560×1600) S-IPS профессиональной серии той же фирмы обойдется покупателю вдвое дешевле. С другой стороны, кто-то же должен начинать использование новых возможностей, иначе они вообще никогда массовыми не станут. А разъем для очков не изменился, зато появились новые очки: одновременно с анонсом новой серии Quadro, Nvidia выпустила и специальную модель 3D Vision Pro, отличающуюся от «бытовой» радиоинтерфейсом вместо устаревшего инфракрасного. В общем, подводя итоги, с внешней точки зрения принципиальных изменений нет, но количественные улучшения присутствуют.

«Внутри» же, как и следовало ожидать, все переменилось кардинально — карта основана на чипе GF100 с архитектурой Fermi. Прямых аналогов среди игровых моделей она, как и изученная выше, не имеет — в чипе функционируют 352 универсальных процессора. Столько же их у GTX 465, но там частоты 607/1215 МГц, а здесь — всего 513/1026 МГц. Также снижена и частота работы памяти — до 3 ГГц против 3,2 ГГц. Однако шина памяти — 320 бит (как у GTX 470), а не 256 бит, так что реальная пропускная способность памяти выше, чем у GTX 465, хотя геометрическая производительность, как несложно понять, ниже. В общем, вполне традиционный подход: режем блоки и уменьшаем частоты работы для экономии электроэнергии и снижения тепловыделения, но не экономим на ширине шин. И объеме памяти тоже — на Quadro 5000 установлено аж 2560 МБ памяти типа GDDR5: в случае игровых карт до сих пор даже разговоров о таких объемах не заходит :)

Конфигурация тестовых стендов

Для тестирования мы воспользовались компьютером следующей конфигурации:

В целом все условия соответствовали нашей методике тестирования производительности компьютерных систем образца 2010 года, и приложения (вместе с их настройками) были взяты оттуда. Соответственно, мы ограничились не таким уж большим по нынешним временам разрешением 1680×1050 точек. Зато в качестве «бонуса» нам достались результаты карты, которая обычно и используется в наших тестированиях процессоров — на чипе AMD Radeon HD 5870 стандартного дизайна.

Что касается приложений, то мы решили ограничиться лишь теми из них, которые имеют отношение к 3D-видео, что понятно: изучать влияние видеокарты на компиляцию означает впустую тратить время :) Впрочем, через некоторое время после того, как тесты были закончены, компания Nvidia выпустила специальные драйверы для Quadro с поддержкой CUDA-ускорения для продуктов Adobe, что делает ситуацию менее однозначной. Но у нас в методике подходящих приложений всего два, да и относятся они к поколению продуктов CS4, а «ускоряться» новыми драйверами умеют только CS5. Впрочем, как нам кажется, полученной информации уже будет достаточно для выводов.

Для удобства (благо набор приложений и конфигураций в этот раз ограничен) мы решили обойтись без относительных значений на графиках, [почти] каждый из которых представляет собой показатели конкретного теста, а не группы.

Игры

Понятно, что никто в здравом уме не будет покупать профессиональную карту для игрового использования (а при отсутствии здравого ума это попросту не удастся, поскольку не выйдет добыть нужную сумму :)), но… Но может же, в конце концов, дизайнер вечером рабочего дня поиграть в любимую игрушку? Тем более, если он работает не за компьютером в офисе, а, как это сейчас модно, удаленно. Может? Вот и мы считаем, что да.

В принципе, все игры можно разделить на несколько групп. В первую у нас сегодня попал World in Conflict, не приведенный на диаграмме вследствие того, что тест не отработал на конфигурациях с обеими Quadro. Есть подозрение, что с этим можно было справиться, но для чистоты эксперимента мы не стали подыгрывать никому. Вторая группа тоже состоит из единственного приложения — GTA4: начиная с определенного уровня, этой игре видеокарта перестает быть важна. Третья группа самая многочисленная — просто обычные игры. В ней все, как и предполагалось после изучения характеристик карт: HD 5870 является самым быстрым, следом за ним идет Quadro 5000, а замыкает тройку Quadro FX 4800. Причем в случае последней вполне типично отставать от лидера вдвое, ну а Quadro 5000 то ближе, то дальше от HD 5870, но всегда медленнее. И четвертая группа образовалась из-за того, что мы сегодня включили в используемый набор два опциональных теста с использованием физических эффектов. Тут Quadro FX 4800 тоже отстает от Quadro 5000, но, не напрягаясь, в пару раз обгоняет HD 5870. Объясняется это просто — PhysX аппаратно ускоряется на любых картах Nvidia и с любыми драйверами (а они у профессиональной и бытовой линейки несовместимые), а вот продукции AMD сие недоступно, так что все расчеты выполняются центральным процессором. Результат перед вами :)

Но в целом верно то, что сказано в самом начале — профессиональная карта, конечно, позволит и в игры поиграть, но приобретать именно ее для такого применения неразумно.

3ds max

Для этого приложения (равно как и для Autocad, но мы его не используем) у Nvidia есть специальный мини-драйвер, забыть установить который практически невозможно: предложение сделать это выскакивает при первом же запуске программы. Отказываться, как мы видим, смысла никакого. Quadro 5000 на 10% быстрее своей предшественницы, что неплохо, но теряется на фоне того разгрома, который обе видеокарты учинили HD 5870. А его сложно переоценить — фактически такой прирост в тесте SPEC можно получить переходом с Athlon II X4 620 на Core i7-980X… Но вот дальше уже, меняя центральный процессор, расти некуда, зато по части видеосистемы, как видим, есть огромный запас для роста.

Стоит перейти от визуализации к финальному просчету, как разница сразу исчезает. Как и должно быть — рендер-серверу видеокарта не нужна :)

Maya

То, что́ SPECaps относит к процессору, как мы уже убеждались на примере другого приложения, не всегда относится только к нему :) Разница между видеокартами есть, она в пользу Quadro, но самой быстрой оказалась FX 4800. Позднее мы еще несколько раз встретимся с подобной ситуацией, так что прокомментируем ее в выводах.

Вот с результатом именно визуализации все «как надо»: и порядок, в котором выстроились испытуемые, и относительный размер прироста. Впрочем, после 3ds max полезность обеих профессиональных карт не впечатляет, но не забываем, что когда мы в свое время сравнивали HD 5870 с GTX 275, в этой программе первая видеокарта намного обогнала вторую. А ведь Quadro FX 4800 по вычислительной мощности слабее, чем GTX 275. Так что особенности драйверов и их оптимизации никогда не стоит сбрасывать со счетов.

За исключением, опять же, случая, когда волнует не интерактивная работа, а финальный просчет — все равны как на подбор, поскольку от них просто ничего не зависит.

Lightwave

Разницы между FX 4800 и 5000 практически никакой, а вот HD 5870 обгоняет обе карты Nvidia, и заметно. Такое положение дел заставляет вспомнить старый, но не очень добрый анекдот: нет ножек — нет и печенья. То есть Lightwave — приложение куда менее популярное, чем два представленных выше, драйверной оптимизации под него нет, а чисто по вычислительной мощности HD 5870 таки «круче».

При рендеринге все традиционно одинаково.

UGS NX

Вот так вот! А ведь менее года назад в этом тесте HD 5870 и GTX 275 вели себя абсолютно одинаково. Но из паритета между игровыми моделями не следует он же между игровой картой и профессиональным аналогом. Разница такова, что овчинка вполне стоит выделки. Правда, немного смущает, что она сохраняется в пользу FX 4800 и при сравнении с 5000, но этому есть объяснение.

Казалось бы — если отделены баллы графической и процессорной производительности, значит, вторые не должны зависеть от видеокарты? Теоретически да, а практически пути SPEC неисповедимы. Впрочем, более важно, что положение дел в точности такое же, как и на предыдущей диаграмме.

Pro/ENGINEER

На первый взгляд, данное приложение ведет себя «как положено»: результаты профессиональных видеокарт лучше, чем у бытовой, да и среди них новая Quadro 5000 выглядит предпочтительнее.

Однако, как видим, и в этом случае «процессорный» балл зависит от видеокарты (несмотря на то, что бенчмарк для данного приложения разработан не SPEC), причем тут уже HD 5870 заметно более предпочтителен. В общем, все проигранное в предыдущем подтесте он отыграл в этом. Но из двух карт Nvidia по-прежнему более быстрой является Quadro 5000.

SolidWorks

Картина почти повторяется, но с небольшими вариациями — Quadro существенно более предпочтительны по «видео»-баллу и совсем незначительно проигрывают по «процессорному». Возможно даже, проигрывают лишь потому, что нагрузка на процессор при ускорении отрисовки на деле возрастает — некогда ему отдыхать :)

Цены

В таблице ниже приведены средние розничные цены трех изученных видеокарт в Москве, актуальные на момент чтения вами данной статьи:

Radeon HD 5870 Quadro FX 4800 Quadro 5000
$435(на 11.01.16) $1284(6) $2264(33)

Итого

Начнем с производительности, благо с ней все достаточно просто. Как видим, ключевыми моментами являются оптимизация, оптимизация и еще раз оптимизация. А ее качество будет зависеть от популярности программного продукта, быстродействие в котором интересует. Вот, например, 3ds max — приложение очень популярное (относительно аналогов того же назначения, конечно), так что программистам Nvidia «не лень» не только оптимизировать пакет драйверов, но еще и специальный мини-драйвер написать. Результат все видели — полуторократный выигрыш сравнительно с формально более быстрой игровой видеокартой. Обратный пример — Lightwave, под который оптимизации, по-видимому, никакой нет, так что все решает грубая сила. В общем, выбирая профессиональный видеоадаптер по соображениям производительности, об этом стоит помнить. Иначе может получиться так, что деньги будут потрачены впустую.

Кстати, то же самое касается и выбора между двумя моделями. Quadro FX 4800 и 5000 нацелены на один и тот же сегмент рынка, так что по вполне понятным причинам имеют сравнимое быстродействие с небольшим перевесом в пользу более нового видеоадаптера. Но иногда он проигрывает. Причина этого проста — в Fermi сильно возросла вычислительная мощность чипа и эффективность работы с памятью, но самих по себе блоков текстурирования меньше, чем в GT200. Соответственно, в тех случаях, когда эти особенности не удается учесть, а производительность текстурирования важна (что верно практически для всех приложений профессионального назначения), новые карты могут и проиграть старым.

Однако очевидно, что не производительностью единой… Некоторые функциональные возможности карт серии Quadro (такие, как поддержка Deep Color или мониторов со сверхвысоким разрешением, не говоря уже о дочерних платах, типа Quadro SDI, или технологии SLI Multi-OS) по сути своей являются уникальными для рынка. Со временем большая часть их наверняка перекочует и в массовые видеокарты (так, например, к последним уже можно подключить более двух мониторов, что долгое время было отличительной особенностью профмоделей), но ждать этого придется долго. А поддержки Quadro SDI наверняка не будет никогда. Таким образом, более разумно считать повышенную производительность (когда она есть) лишь дополнительным бонусом карт профессионального назначения, а основной их отличительной особенностью является иная функциональность. В этом плане ту же Quadro 5000 можно только приветствовать — пусть она и одинакового уровня с Quadro FX 4800, зато именно функциональные характеристики новой модели улучшены.




Дополнительно

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.