Профессиональная тайна: для чего на самом деле нужны видеокарты Quadro

Профессиональные видеокарты, предназначены в основном для работы с профессиональными приложениями и задачами, требующими высокой точности и стабильности.

Видеокарты делятся на два больших класса — игровые (GeForce от Nvidia, Radeon от AMD) и профессиональные (Quadro от Nvidia, Radeon Pro от AMD). Хотя по сути своей они выполняют схожие функции — обработка графической информации и вывод изображения на экран, между этими классами существует ряд принципиальных отличий.

Давайте разберемся, для каких целей нужны профессиональные видеокарты, в чем именно заключается их отличие от игровых моделей и стоит ли использовать Quadro для игр и развлечений.

Области применения видеокарт

Любая видеокарта выполняет следующие функции:

• Получает от процессора исходные данные о сцене — расположение и параметры объектов
• Выполняет необходимые математические преобразования этих данных — перспективную проекцию объектов сцены с учетом положения виртуальной камеры
• Растеризует полученное трехмерное представление сцены, то есть переводит его в двухмерное растровое цифровое изображение
• Накладывает на полученное изображение различные эффекты — текстуры, освещение, тени и так далее
• Выводит итоговое изображение кадра на подключенный дисплей.

Как видим, все видеокарты в той или иной степени занимаются обработкой и отображением графической информации. Разница заключается в том, для каких именно целей они оптимизированы.

Игровые видеокарты, как следует из названия, ориентированы на компьютерные игры и мультимедиа. Они делают упор на высокую скорость отрисовки кадров (FPS) при максимальном качестве картинки. Для них важно плавно прорисовывать сложные трехмерные сцены с большим количеством разнообразных объектов, динамических теней, эффектов частиц, отражений, преломлений и так далее.

Ключевые характеристики, на которые смотрят в игровых видеокартах — это производительность ядер CUDA или Stream, тактовая частота графического процессора, пропускная способность и разрядность шины памяти.

Профессиональные видеокарты используются в более узкоспециализированных областях:

• Системы автоматизированного проектирования (САПР)
• Разработка и визуализация 3D-моделей
• Архитектурное проектирование
• Разработка игр и 3D-анимации
• Научные и инженерные расчеты и моделирование.

То есть профессиональные видеокарты задействованы там, где требуется особо точное моделирование реальных объектов и работа со сложными инженерными 3D-моделями или симуляциями.

Отличия профессиональных видеокарт от игровых

Итак, в каких ключевых аспектах профессиональные видеокарты принципиально отличаются от игровых моделей?

Большой объем видеопамяти

Для работы с детализированными трехмерными сценами, состоящими из множества объектов и полигонов, требуются значительные ресурсы видеопамяти.

В профессиональных видеокартах устанавливается память большего объема по сравнению с игровыми моделями. К примеру, в Nvidia Quadro RTX 6000 Ada установлено 48 ГБ видеопамяти типа GDDR6. В то время как в топовой игровой GeForce RTX 4090 «всего» 24 ГБ.

Поддержка эксплуатации в круглосуточном режиме

Профессиональные видеокарты зачастую работают в составе рабочих станций, которые могут быть загружены на полную мощность по 16-20 часов в сутки. Quadro и FirePro рассчитаны на непрерывную круглосуточную эксплуатацию в таких нагруженных условиях. Домашние-же видеокарты предусматривают нагрузку всего 8 часов в сутки и только 5 дней в неделю.

Повышенная надежность и стабильность работы

Надежность и отказоустойчивость имеют первостепенное значение для профессиональной графики, в отличие от игровой сферы.

В профессиональных видеокартах применяются высококачественные комплектующие с увеличенным ресурсом, усиленные схемы питания, а также технологии для обнаружения и исправления ошибок памяти.

Сертифицированные драйверы и софт

С поддержкой профессиональных видеокарт выпускается специальное системное ПО и драйверы, сертифицированные ведущими разработчиками профессиональных графических пакетов (Autodesk и так далее).

Такие драйверы гарантируют полную совместимость, корректность работы, оптимальную производительность и широкие возможности настройки в специализированных приложениях — САПР, Adobe CC и других.

Продолжительный жизненный цикл

Срок службы профессиональных видеокарт составляет 3-5 лет, а общее время активной поддержки может достигать 7. За это время выходит несколько поколений игровых видеокарт. Длительный жизненный цикл важен для окупаемости дорогостоящего оборудования.

Поддержка виртуализации

В отличии от домашних видеокарт, при виртуализации профессиональный адаптер «пробрасывается» как есть и задействуется на полную. Более того, у данных ускорителей есть возможность «дробления» между виртуальными машинами. Для каждой задачи можно выделить необходимую вычислительную мощность, а не занимать всю видеокарту целиком.

Масштабирование

Если в домашних линейках производители отказались от технологий масштабирования, таких как SLI, то в профессиональных линейках она востребована и поддерживается практически неограниченно. 10-12 ускорителей на 1 систему — вполне штатная конфигурация.

Высокая стоимость

Профессиональные видеокарты стоят намного дороже игровых моделей сопоставимого уровня производительности. Это обусловлено использованием более качественных комплектующих, а также невысокими объемами выпуска подобных специализированных устройств.

В связи со своей высокой стоимостью, профессиональные видеокарты, как правило, не приобретаются обычными пользователями для домашних ПК, а используются на рабочих станциях в офисах и на производстве.

Профессиональные видеокарты Nvidia Quadro

Рассмотрим более подробно линейку профессиональных видеокарт от компании Nvidia под брендом Quadro. Это наиболее известные и широко используемые профессиональные решения для рабочих станций и графических систем.

• Nvidia Quadro RTX — топовые модели последнего поколения на архитектуре Ada Lovelace. Они поддерживают технологии трассировки лучей в реальном времени (ray tracing) и искусственного интеллекта (AI). В RTX Quadro используются практически те же GPU, что и в игровых GeForce RTX, но с увеличенным количеством видеопамяти, ядер и более качественными комплектующими.
• Nvidia Quadro RTX 6000 Ada — мощная профессиональная видеокарта 2023 года на GPU AD102. Предлагает 48 ГБ видеопамяти GDDR6 с разрядностью 384 бит. Эффективно применяется в САПР, 3D-моделировании, а также для рендеринга и обработки видео высокого разрешения.
• Nvidia Quadro RTX A6000 — высокопроизводительная профессиональная видеокарта 2020 года. Использовала флагманский на тот момент графический процессор GA102, так-же устанавливавшийся на GeForce RTX 3090 Ti. Отличалась расширенными возможностями по настройке цветовой гаммы и разрешения, что было актуально для цветокоррекции и обработки видео.

В линейке Quadro также представлены бюджетные и среднепроизводительные решения, ориентированные на офисные рабочие станции.

Можно ли играть на профессиональных видеокартах?

Игры можно запускать и на профессиональных видеокартах типа Nvidia Quadro и AMD FirePro — и хоть они обладают сопоставимыми с игровыми моделями вычислительными мощностями, но производительность в играх как правило всегда немного ниже.

Драйверы профессиональных видеокарт не адаптированы для игр. Они не содержат многих оптимизаций и твиков (разгона по тепловому пакету, приоритетности потоков и прочее), направленных на повышение FPS в видеоиграх.

При разработке Quadro делается упор на стабильность, а не пиковую производительность. За счет этого в играх и могут наблюдаться пониженный FPS и просадки частоты кадров.

Профессиональные видеокарты значительно дороже игровых решений при примерно равной общей производительности. Поэтому с точки зрения цена/качество для игр они неэффективны. Тем не менее при отсутствии бюджета на мощную игровую видеокарту, имеет смысл использовать профессиональную карту «по совместительству» для онлайн-игр и развлечений.

Подводя итог, отметим основные моменты

1. Профессиональные видеокарты оптимизированы для работы с объемными 3D-моделями в САПР, архитектурных и инженерных приложениях. Они обеспечивают высокую точность расчетов и стабильность функционирования при высоких нагрузках.
2. Ключевые отличия профессиональных видеокарт: большой объем видеопамяти, сертифицированные драйверы и ПО, использование профессиональных графических стандартов. Встроенная поддержка виртуализации и масштабирования.
3. Они не являются оптимальным выбором для игр и развлечений.