Новые ускорители NVIDIA Quadro. Обзор возможностей Fermi для профессионалов

Энрико Ферми был выдающимся ядерщиком, оттого в NVIDIA решили увековечить его имя не вовсе обычным способом: окрестить в его честь свои графические ускорители. В компании создали революционный графический процессор, тот, что достоин имени великого ученого, но разговорчик ныне не об этом, а о том, что продукты на базе Fermi выходят на рынок профессиональной графики - NVIDIA представляет новейшие ускорители Quadro 4000, 5000 и 6000

Графические процессоры NVIDIA семейства Quadro уже давнехонько заняли прочную позицию в сегменте профессионального применения – системах автоматизированного проектирования (САПР), трехмерного моделирования и работы с графикой. Если в последнее момент игровые решения NVIDIA немного потеряли вес в глазах потребителей, то профессиональные видеокарты Quadro нового семейства Fermi только подогревают заинтересованность к продукции компании. В этом месте необходимо произвести небольшое отступление и поведать о линейках продукции «зеленого» гиганта, посреди которых разрешено выделить GeForce, Quadro и Tesla. Все эти модели основываются на на практике единственной производимой продукции компании – графических чипах. Различие содержится только в специфике применения: NVIDIA GeForce – это массовые игровые решения, обладающие базовой функциональностью и продающиеся по довольно низкой цене главный массе покупателей. Продукция под названием NVIDIA Tesla является больше узкоспециализированной и предназначена для высокопараллельных вычислений в области математических, физических и других научных расчетов. На основе чипов Tesla создаются многопроцессорные суперкомпьютеры по кластерной технологии с невообразимой простым смертным производительностью. Quadro же относится к группе профессиональных 3D-ускорителей, у которых увеличен объем памяти по сравнению с игровыми решениями, улучшена безотказность работы, добавлены функции вывода изображения в больших разрешениях и другие функции, требуемые для работы в высококачественной графикой.

Модельный строй новых видеокарт Quadro

Вообще же для создания и редактирования трехмерной модели абсолютно не требуется та мощность видеокарт, которая рекламируется для игровых решений GeForce: реалистичное отображение бликов, физические эффекты, высокая прыть прорисовки движущихся объектов и их текстур с высоким разрешением – это существенно для красочной игры, но не для 3D-моделлера. Последнему нужна лишь высокая производительность при обработке геометрии объектов, оттого что отрисовка трехмерной модели происходит в виде полигонального объекта, который необходимо вращать, изменять размеры и форму. Потому основным требованием к графическим процессорам профессионального класса будет безотказная работа, стабильные драйверы, грамотная техническая подмога производителя, вероятность расширения системы, например, для вывода изображения в формате SDI. Все это предоставляет NVIDIA в лице видеоадаптеров Quadro, которые давно признаны всеми разработчиками фильмов, игр и инженерами. Казалось бы, прогресс в сегменте профессиональной графики если и нужен, то должен течь куда медленнее, чем на рынке игровых решений, но это не так: как вы уже поняли, основой всех продуктов является единственный один чип, вследствие этого прогресс во всех областях легко неминуем.

Не миновал прогресс игровых решений и семейство Quadro, которое пополнилось тремя основными ускорителями: бюджетным Quadro 4000, устройствами среднего и высокого классов Quadro 5000 и 6000, а ещё сдвоенным монстром Quadro Plex 7000.

Что новенького?

Fermi, как известно, разработан с нуля. Как раз поэтому группа столкнулась с известными трудностями и в результате задержала выход чипов на рынок. Однако, ожидание пользователей было вознаграждено продуктом, который наиболее универсален на нынешний день. Среди особенностей новых видеокарт Quadro, которые лишились приставки FX и в настоящее время обозначаются только цифровым индексом, не возбраняется выделить не только реализацию поддержки всех возможностей DirectX 11, но и несколько свежих возможностей.

Среди новых технологий следует подметить обновленный движок GigaThread Engine, который предназначен для улучшения производительности в большинстве задач путем оптимизации параллельных вычислений графическим процессором. К тому же, GigaThread позволяет усилить скорость ввода и вывода данных для графического чипа, который при этом производит 3D-обработку или другие вычисления. Это приводит к повышению эффективности графического чипа.

Кроме того, новые продукты получили видеопамять с поддержкой механизма коррекции ошибок ECC. Память с подобной технологией давно применяется в серверах, при всем при том на видеокартах такое вывод встречается нечасто. Агрегат ECC позволяет улучшить стабильность работы видеокарт и приводит к уменьшению вероятности сбоев. Корпоративный объем памяти при этом кроме того увеличен: более того младшая модель оснащена 2 Гб сверхбыстрой памяти GDDR5, а Quadro Plex 7000 и нисколько может загрузить в свою память трехмерную модель на 12 Гб с поистине чудовищным количеством полигонов.

В Quadro Plex 7000 сложно разом признать видеокарту

Масштабируемый геометрический движок, названный Scalable Geometry Engine способен значительно быстрее обрабатывать большое число полигонов, в особенности тех, которые загружены в память Quadro Plex 7000. Движок в процессе работы задействует графические кластеры, чтобы быстрее созидать треугольники, причем всякий кластер может сформировать в два раза больше многоугольников за один такт, повышая эффективность. Данные факторы дают значительное повышение скорости прорисовки примитивов. Совокупные возможности масштабируемой геометрии дают прирост производительности в инженерных и научных приложениях, а не только в 3D-моделировании.

Quadro GPU Tesselation Engine – свежий графический движок для работы с эффектами тесселяции, о которой не говорил только ленивый и которая доступна в игровых решениях поколения DirectX 11 и OpenGL 4.0. Эффекты аппаратной тесселяции позволяют улучшить отображение водных поверхностей, улучшить обработку физики в играх и самое главное – автоматически творить море мелких объектов кинематографического качества, не жертвуя производительностью. Кстати, данную возможность здорово показывает тест от NVIDIA, на котором необходимо вращать голову манекена в парике – волосы шибко вестимо движутся благодаря GPU Tesselation Engine. Новинки Quadro позволяют проще обсчитывать эффекты тесселяции и трассировки лучей при помощи модулей OptiX и CgFX.

Поддержка DisplayPort обеспечивает вывод высококачественного изображения на мониторы с разрешением до 2560 х 1600 точек. Причем любой графический процессор поддерживает до двух мониторов, а комбинацией устройств Quadro Plex 7000 разрешается обрести возможность вывода изображения на восемь мониторов с общим разрешением до 36 мегапикселей.

С помощью Quadro позволительно с необычайной легкостью создавать мультимониторные конфигурации

Также воспрещено не пометить и быстро входящую в обиход технологию вывода 3D-изображения на монитор. Ныне дизайнер или разработчик сможет применять все возможности NVIDIA 3D Vision в полной мере, охватывая вывод трехмерного изображения на несколько мониторов. Для этого у всех видеокарт Quadro имеется возможность подключения 3D-очков, истина у младшей модели данная возможность опциональна. Кстати, вкупе с выпуском новых профессиональных ускорителей, NVIDIA выводит на рынок новые очки, выполненные по беспроводной технологии 3D Vision Pro: в настоящий момент провода не потребуются, а знак к очкам будет проходить по радиоканалу, что позволит более гибко сооружать систему с использованием технологии 3D Vision.

Поддержка работы с 30-битным цветом позволит вывести на экран целых 1.7 миллиардов цветов (по 10 бит на канал цветности), а не по 8-бит на канал, как было доступно ранее. Аккурат помощь 30-битного цвета обусловила существование двух разъемов DisplayPort на новых ускорителях. Правда, на в эти дни существует только один монитор с поддержкой 30-битного цвета – HP DreamColor LP2480zx.

Набор интерфейсов на старших моделях несколько шире

64-битный FPU (Flat Point Unit) модуль операций с плавающей точкой, дает возможность резво обрабатывать любые расчеты в программах САПР или математического моделирования при создании 3D-объектов.

Ну и конечно не разрешено забрасывать о поддержке знакомых по игровым моделям возможностей:

• NVIDIA PhysX
• OpenGL 4.0
• DirectX 11
• OpenCL

А также возможность 128кратной фильтрации текстур в режиме полноэкранного сглаживания FSAA (Full-Screen Anti Aliasing) в режиме SLI.

Графические ускорители собственной персоной

Продукт	Quadro 4000	Quadro 5000	Quadro 6000	Quadro Plex 7k
Кол-во ядер CUDA	256	352	448	896
Объем памяти, Гб	2	2.5	6	12
Интерфейс памяти, бит	256	320	384	384 х 2
Пропускная способность, Гб/с	89.6	120	144	144 х 2
Интерфейс	PCI Express 2.0 x16
Частота графического чипа, МГц	n/a	513	n/a
Частота памяти, МГц (Эфф.)	n/a	3000	n/a
Энергопотребление, Вт	142	152	225	600
Разъем 3D Vision (Mini-DIN)	Опция	Да	Да (+USB)	Да (+USB)
Разъем SDI	Да	Да	Да	Да
Разъем DisplayPort/кол-во	Да/2	Да/2	Да/2	Да/4
Разъем DVI-I/кол-во	Да/1	Да/1	Да/1	Да/2
Поддержка ECC	Нет	Да	Да	Да
Поддержка G-Sync	Нет	Да	Да	Да
Поддержка SLI	Да	Да	Да	Да

Quadro 4000

Общий обличье видеокарты

Графическая станция NVIDIA Quadro 4000 приходит на смену Quadro FX3800, видеокарта имеет однослотовый дизайн и оснащена мощной системой охлаждения с выбросом части горячего воздуха за пределы корпуса рабочей станции. Память карты расположена с двух сторон печатной платы, поэтому с обратной стороны предусмотрен радиатор.

Вид на панель разъемов

Данная видеокарта является системой начального уровня для задач, связанных с работой в CAD-приложениях. Производитель обещает пятикратный прирост производительности по сравнению со старыми продуктами компании.

Охлаждение предусматривает теплоотводную пластину на обратной стороне карты

Даже младшая модель оснащена поддержкой вывода высококачественного видеосигнала SDI (Serial Digital Interface) при помощи подключения дополнительных карт.

Разъемы SDI и SLI

Quadro 5000

Общий картина NVIDIA Quadro 5000

Более здоровый процессор, который можно наречь наследником графической карты Quadro FX4800. По своей архитектуре карта напоминает GeForce GTX 465 – те же 352 ядра CUDA и графический чип GF100, и все-таки отличия заключаются в большей экономичности и более быстрой памяти.

Задняя панель

Продукт может похвастать поддержкой 3D Vision и ECC, а также 2.5 Гб быстрой памяти для загрузки моделей.

Охлаждение памяти

Разъемы SDI и SLI

Quadro 6000

Общий наружность карты

Самый сильный ускоритель серии, обладающий самым большим объемом видеопамяти и 448 универсальными ядрами CUDA.

Разъемы на задней панели

На нынче это самый-самый шустрый профессиональный 3D-ускоритель в мире? обладающий к тому же защищенной от сбоев ECC-памятью.

Радиатор охлаждения памяти

Разъемы на торце видеокарты

Quadro Plex 7000

Устройство NVIDIA Quadro Plex 7000 представляет собой два ускорителя Quadro 6000, установленный во внешний корпус. К тому же мощь двух самых быстрых профессиональных графических чипа можно увеличить, комбинируя модули Quadro Plex 7000: можно слить до восьми чипов одновременно.

Что в итоге?

А в итоге мы получаем безупречно революционный и весьма универсальные продукты для профессионалов. С использованием видеокарт NVIDIA Quadro 4000/5000/6000 кино «Аватар 2» станет не нетрудно реалистичным, а реальным. Все виды эффектов, поддержка высокопараллельных вычислений, новые технологии обработки данных, а в особенности возможность работы с трассировкой лучей наделяют владельца профессионального чипа Fermi доселе нереальными возможностями создания фотореалистичных изображений. Вот только, если так и дальше пойдет дело, мы наверное заблудимся между реальностью настоящей, и реальностью виртуальной. А может, оно и к лучшему?

Keywords: