Видеокарты для рабочих станций: Nvidia Quadro 5000 против ATI FirePro V8800 – THG.RU

Введение

В первой половине этого года сложилось впечатление, что Nvidia решила сделать перерыв, оставив сторонних производителей видеокарт в подвешенном состоянии (BFG, конечно, заплатила самую большую цену). Похоже, что Nvidia вполне нормально себя чувствовала, творчески меняя названия настольных графических процессоров и придерживаясь текущего ассортимента.

Между тем AMD представила полную линейку видеокарт семейства Radeon HD 5000, совместимых с DirectX 11, буквально от low-end модели до high-end.

Наконец, после нескольких задержек, Nvidia выпустила собственный GPU DirectX 11 на рынок, который официально назывался GF100 и базировался на архитектуре Fermi.

Нажмите на картинку для увеличения.

Первые видеокарты на основе нового дизайна были названы GeForce GTX 480, GeForce GTX 470 и GeForce GTX 465, причём все они были нацелены на геймеров-энтузиастов. Сегодня же Nvidia представляет видеокарту уровня рабочих станций, принадлежащую к линейке Quadro. Опять же, AMD в данном отношении удалось выйти в лидеры, поскольку она представила новую линейку профессиональных видеокарт FirePro в конце весны.

Всё это позволяет сделать новое сравнение профессиональных видеокарт, в котором участвуют новая Nvidia Quadro 5000 и флагманская модель AMD ATI FirePro V8800. Мы также сравним видеокарты с предыдущим поколением. Поскольку многие наши читатели не знакомы с видеокартами для рабочих станций, позвольте привести сравнение с моделями для массового рынка.

Quadro 5000 базируется на GPU Nvidia и содержит 352 шейдерных ядер, то есть перед нами своего рода “близнец” GeForce GTX 465. Основное отличие между двумя картами кроется в подсистеме памяти и тактовых частотах. Видеокарта AMD FirePro V8800 основана на Cypress XT (RV870), том же самом GPU, что используется в Radeon HD 5870.

Какие были у нас ожидания? Если рассматривать игровые версии видеокарт, то во многих случаях они демонстрируют схожую производительность, в некоторых играх вперёд выходит AMD, в других – Nvidia, в зависимости от игры, теста и настроек. В прошлом ситуация с играми хорошо переносилась на профессиональные приложения для рабочих станций. Будет ли всё это верно и здесь, либо мы получим очевидного победителя?

Когда Nvidia объявила архитектуру Fermi, то компания подчёркивала тот факт, что дизайн GPU не был изначально нацелен на игровой рынок. Компания попыталась создать такой дизайн, который можно нацелить на рынок рабочих станций, а также и высокопроизводительных вычислений HPC. Нынешние тесты должны показать, удалось ли Nvidia достичь этой цели.

Перед тем, как мы погрузимся в тесты, позвольте внимательнее рассмотреть конкурентов, а именно Nvidia Quadro 5000 и ATI FirePro V8800.

Сравнительная таблица

Новые приложения

Видеокарты для рабочих станций данного уровня обычно используются инженерами и проектировщиками. Такие компании, как Autodesk, Dassault и Mental Images предлагают специализированные программные решения. Для менее требовательных приложений хорошо подходят менее мощные модели (например, в сфере создания цифрового контента или в издательском деле).

Из-за растущей популярности 3D-фильмов в Голливуде и сопряжённых студиях производства существенно возросли требования к видеокартам для рабочих станций. Если фильм планируется для проката в кинотеатрах (а не предназначается для производства сразу на диски), то часто используется разрешение, в четыре раза превышающее Full-HD. Всем этим студиям требуются средства быстрой проверки того, как 3D-модели будут выглядеть для зрителя. Время – это деньги, поэтому результат необходимо получить как можно быстрее, да и непозволительной роскошью будет длительное время повторного рендеринга каждый раз после изменения одного из параметров модели. Одна из подобных производственных студий – The Foundry, которая отвечала за производство нескольких сцен в прошлогоднем блокбастере “Аватар”.

Видеокарты уровня рабочей станции также весьма полезны для обработки видео. Например, MotionDSP предлагает программное решение, работающее в качестве стабилизатора картинки для трясущихся домашних видео. Есть и решение Ikena, которое используется военными и полицией. Можно отметить и бесплатный вариант, доступный домашним пользователям под названием vReveal, который тоже обеспечивает стабилизацию картинки, но обладает и некоторыми другими козырями в рукаве.

Не менее интересны современные разработки в медицинском секторе. Здесь мощные видеокарты уровня рабочей станции, подобные Nvidia Quadro, используются для создания в реальном времени 4D-изображений. До недавнего времени медицинские системы визуализации, включая УЗИ и разные виды томографии, обеспечивали движущееся изображение только в 2D. 3D-изображения, с другой стороны, всегда были мгновенными снимками. Сегодня ситуация изменилась. Медицинское оборудование уже может показывать бьющееся сердце и кровоток по его камерам, и для этого обычно как раз используются видеокарты уровня рабочей станции, которые мы и рассмотрим в нашем обзоре.

Nvidia Quadro 5000

Нажмите на картинку для увеличения.

Nvidia решила укоротить название видеокарт для рабочих станций. Если предыдущее поколение называлось Quadro FX, то новые модели получили более простое название Quadro с модельным номером. Суффикс FX, который у многих потребителей ассоциировался со “специальными эффектами”, полностью исчез. AMD в прошлом году сделала такой же шаг, переименовав линейку FireGL в FirePro. Добавка “GL”, которая указывала на графический язык OpenGL, была заменена на Pro, что означает “профессиональный”.

Нажмите на картинку для увеличения.

Видеокарта Quadro 5000, разработанная Nvidia и распространяемая PNY, является секретным флагманом линейки Quadro. Конечно, ещё есть Quadro 6000, которая эквивалентна настольной GeForce GTX 480 и оснащается огромным количеством памяти. Эта видеокарта тоже найдёт своих покупателей, но её целевая аудитория намного меньше. Частично это связано с приличной ценой, но также и с ограниченным количеством приложений, которые бы выиграли от такой видеокарты. Мы уже сталкивались с подобной ситуацией, когда на рынок выходили видеокарты Quadro FX 4800 и FX 5800 предыдущего поколения.

Дак что же за видеокарта Quadro 5000 на самом деле? На ней работает GPU GF100 с 352 потоковыми ядрами. То есть мы получим эквивалент GeForce GTX 465, которая выпускается для настольных ПК, причём чуть более громоздкий и с меньшими частотами. В целом же, Quadro 5000 оснащается более чем в два раза большим количеством памяти, чем GeForce GTX 465, но работает с меньшими тактовыми частотами. В следующей таблице можно посмотреть сравнение двух видеокарт друг с другом.

В целом же Nvidia представила в общей сложности пять продуктов для серверов и рабочих станций.

Масштабируемая система визуализации:

• Quadro Plex 7000, 12 Гбайт памяти, 896 ядер CUDA.

Настольная рабочая станция:

• Quadro 6000, 6 Гбайт памяти GDDR5, 448 ядер CUDA;
• Quadro 5000, 2,5 Гбайт GDDR5, 352 ядра CUDA;
• Quadro 4000, 2 Гбайт GDDR5, 256 ядер CUDA.

Мобильная рабочая станция:

• Quadro 5000M, 2 Гбайт памяти GDDR5, 320 ядер CUDA

Nvidia Quadro 5000: функции, разъёмы и драйвер

Нажмите на картинку для увеличения.

DisplayPort – новый разъём, на который поставила графическая индустрия, поскольку он гарантирует прекрасную масштабируемость для грядущих решений визуализации. Но есть один момент. Как выполнить подключение, если производители мониторов не хотят подыгрывать, а большинство пользователей только недавно перешли с VGA на DVI? Многие производители до сих пор не уверены в том, стоит ли устанавливать HDMI, не говоря уже о DisplayPort.

Nvidia выбрала осторожный подход, и хотя компания оснащает Quadro 5000 двумя выходами DisplayPort, вы также получите один двухканальный выход DVI. Если вы планируете подключать несколько мониторов, и они не поддерживают DisplayPort, то вам придётся докупать переходники.

Нажмите на картинку для увеличения.

Подсистема памяти также прошла эволюционные изменения – она теперь поддерживает код коррекции ошибок ECC (error correction code), в результате чего Quadro 5000 стала первой видеокартой с такой возможностью. Эта технология не так и важна для обработки изображений. Однако если дело касается медицинского анализа, финансовых вычислений или кластерных конфигураций, то здесь всё обстоит по-другому. Даже небольшие битовые ошибки могут существенно сказаться на финальном результате. ECC позволяет видеокарте определять и корректировать подобные ошибки, как в случае материнских плат для серверов и рабочих станций и оперативной памяти. Недостатком технологии является некоторое падение производительности. По умолчанию Nvidia отключает поддержку ECC в драйверах.

Нажмите на картинку для увеличения.

Nvidia также предоставляет 3-контактный порт DIN на задней панели для использования с затворными очками. Кроме того, в ассортименте компании уже есть совместимые беспроводные решения.

Что касается функций, то Nvidia вновь занимает весьма конкурентоспособные позиции по сравнению с AMD. Shader Model 5, DirectX 11, OpenGL 4.1 и OpenCL 1.0, наконец, стали поддерживаться в GPU нового поколения после нескольких досадных задержек. Специальные решения, такие как Framelock, Genlock и Serial Digital Interface, которые требуются индустрии вещания, тоже поддерживаются картой.

Нажмите на картинку для увеличения.

ATI FirePro V8800

Нажмите на картинку для увеличения.

Видеокарта AMD ATI FirePro V8800 вышла на замену FirePro V8700. Если судить по числу потоковых ядер у V8800, то конкурентов у видеокарты нет. На первый взгляд, 1600 потоковых ядер у GPU обеспечивают впечатляющий потенциал производительности. Для сравнения, 352 ядра CUDA у Nvidia кажутся очень скромным количеством. Но, как покажут наши тесты, дело не в количестве потоковых ядер, а в том, как вы можете их использовать. В конце концов, по названию CUDA или Stream тоже сложно судить о возможностях.

Как мы уже упоминали, FirePro V8800 очень похожа на Radeon HD 5870. Обе видеокарты построены на GPU Cypress XT, который также известен как RV870. Как и Nvidia, AMD искусственно урезает видеокарты настольного класса Radeon через драйвер, гарантируя, что только модели FirePro получат топовую производительность в сценариях для рабочих станций. Хотя игровые видеокарты Radeon могут показаться менее дорогим выбором, они всё же далеко не идеальное решение для рабочих станций.

Но насколько близки две этих видеокарты? Внешне Radeon HD 5870 и FirePro V8800 можно легко отличить друг от друга по названиям на корпусе и модельным номерам на плате. Кроме того, AMD решила полностью опереться на интерфейсы DisplayPort для профессиональной модели, а Radeon HD 5870 по-прежнему поставляется с двумя выходами DVI и разъёмом HDMI. Впрочем, даже намётанный взгляд с трудом отличит две платы только по их раскладкам.

Как и предполагалось, ATI Fire Pro V8800 работает на меньших тактовых частотах по сравнению с настольной видеокартой. Опять же, следующая таблица облегчит сравнение.

В этом году AMD выпустила несколько видеокарт для рабочих станций. Сюда входят следующие модели.

• ATI FirePro V8800 (2 GB GDDR5, Cypress XT / RV870)
• ATI FirePro V7800 (2 GB GDDR5, Cypress Pro / RV870)
• ATI FirePro V5800 (1 GB GDDR5, Juniper XT / RV840)
• ATI FirePro V4800 (1 GB GDDR5, Redwood XT / RV830)
• ATI FirePro V3800 (1 GB GDDR3, Redwood XT / RV830)

ATI FirePro V8800: функции, разъёмы и драйверы

Нажмите на картинку для увеличения.

Наш образец FirePro V8800 полностью отказался от DVI. Вместо него видеокарта поддерживает четыре выхода DisplayPort, позволяя параллельно подключать четыре монитора. В сфере настольных ПК эта функция называется EyeFinity.

Нажмите на картинку для увеличения.

Учитывая небольшую пользовательскую базу, выбор только интерфейсов DisplayPort кажется нам несколько опрометчивым решением. В конце концов, у большинства пользователей монитор на рабочем столе по-прежнему использует интерфейс DVI. Впрочем, переживать не стоит, поскольку ATI включила в комплект поставки два активных одноканальных переходника, которые могут преобразовывать сигнал DisplayPort в DVI. Поскольку интерфейсы DisplayPort и DVI несовместимы на уровне физического протокола, то переходники должны быть активными, когда специальный чип преобразует сигналы из одного протокола в другой.

Также стоит отметить, что переходникам DVI-на-HDMI (или наоборот) не требуется активное преобразование, так как в обоих случаях сигнал видео базируется на протоколе PanelLink. Вам просто нужен пассивный переходник, который связывает разные контакты у каждой вилки.

Нажмите на картинку для увеличения.

FirePro V8800 также поддерживает 3-контактный разъём для подключения стереоскопических 3D-очков. Опять же, это не означает, что очки придётся подключать проводом. Вместо этого вы можете подключить небольшой беспроводный передатчик, который будет синхронизировать 3D-очки.

AMD поддержала все важные функции, включая Shader Model 5.0, DirectX 11 и OpenGL 4.1. Компания прекрасно знает о том (как и Nvidia), что современные процессоры способны не только выполнять рендеринг красивых изображений. Большое число транзисторов и множество потоковых ядер приводят к тому, что GPU становятся всё более привлекательным решением для научных расчётов. Nvidia активно продвигает собственный API CUDA для вычислений GPGPU (general purpose graphics processing), но AMD решила отказаться от собственного API Stream, выбрав возвращение к стандарту OpenCL. Подобное решение на бумаге можно только приветствовать, но разработчики не очень торопятся выпускать программное обеспечение, которое использовало бы OpenCL (пока что).

Нажмите на картинку для увеличения.

Nvidia, со своей стороны, регулярно продвигает CUDA в университетах, научных институтах, а также среди партнёров в различных промышленных секторах, чтобы заинтересовать разработчиков в использовании собственного языка программирования. Конечно, и финансовая поддержка при этом оказывается.

AMD предлагает дополнительную карту для специфических пользовательских сценариев под названием FirePro S400. Компаниям в индустрии вещания требуется поддержка Framelock и Genlock при параллельной работе на нескольких мониторах. И S400 обеспечивает подобный тип синхронизации.

FirePro V8800 заявлена с тепловым пакетом TDP 208 Вт, а для дополнительного питания на видеокарте установлены два 6-контактных гнезда. Карта также оснащена разъёмом CrossFire , который позволяет параллельно работать двум V8800.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Тестовая конфигурация

Когда мы тестировали видеокарты предыдущего поколения, то ситуацию вряд ли можно было назвать удовлетворительной. Хотя Widows Vista присутствовала на рынке уже довольно долго, для тестов нам пришлось откатиться на Windows XP. После консультации с несколькими специалистами в сфере САПР, причины стали дня нас понятны. Из-за нестабильности и опасений безопасности только немногие профессиональные пользователи захотели перейти на Windows Vista. Но за последние годы ситуация изменилась.

Windows 7 была принята гораздо теплее, чем Vista. Кроме всего прочего, многие профессиональные пользователи решились на серьёзный апгрейд, переходя не только на новейшую ОС Microsoft, но и на 64-битную версию одновременно. Всё это давало надежды на лучшую производительность, а также на более оптимальное управление памятью.

В любом случае, мы с радостью перенесли нашу тестовую платформу OpenGL под новую ОС, так что для нашего обзора мы будем использовать 64-битную версию Windows 7 Enterprise. На www.spec.org уже есть несколько скриптов для 64-битных приложений, которые можно скачать, хотя появляются они довольно медленно.

Результаты тестов

Autodesk 3D Studio Max широко используется профессионалами. Nvidia предлагает специальный оптимизированный драйвер для этого приложения, который следует установить в дополнение к обычному. Но этот дополнительный шаг себя оправдывает. Без него лидерство Quadro было бы не таким ощутимым. AMD также предлагает оптимизированный драйвер для 3DS Max. Однако его функциональность содержится в основном выпуске драйверов.

К сожалению, SPEC не предлагает скрипт для новейшей версии 3D Studio Max, поэтому мы использовали старую версию. Результаты показывают, что в данном тесте, интенсивно нагружающем графическую подсистему, явно доминирует Nvidia. Даже старая видеокарта Quadro FX 4800 смогла обойти нынешнего флагмана AMD V8800.

SPECapc Autodesk Maya 2009

В версии SPECapc Maya 2009 года видеокарты, выпущенные в этом году, оказались быстрее прошлогодних моделей. Что интересно, если Quadro 5000 обходит FirePro V8800, то ситуация становится обратной у предыдущего поколения, где видеокарта AMD обходит модель Nvidia.

SPECapc Newtek LightWave 9.6

Тест SPECapc Newtek Lightwave 9.6 даёт смешанные результаты. В многозадачном окружении Nvidia еле выходит вперёд, а в интерактивном тесте лидером становится AMD.

SPECviewperf 11

Недавно SPEC выпустила 11-ю версию своего теста OpenGL. Благодаря существенно упрощённому интерфейсу пользователя, даже новички без проблем смогут запустить последний тестовый пакет. Из-за своей синтетической природы тест Viewperf является (к сожалению) идеальной целью для оптимизации драйверов. Поэтому его результаты следует рассматривать вместе с данными производительности реальных приложений.

В любом случае, Quadro 5000 побеждает в каждой дисциплине этого теста. В свете приведённых результатов можно предположить, что AMD сегодня работает над обновлённой версией драйвера, которая сможет минимизировать или даже закрыть разрыв между новой видеокартой Quadro и собственной FirePro V8800. По крайней мере, это было бы вполне логично после того, как мы получили результаты в тестах Maya, 3ds Max и Lightwave. Так что вполне возможно, что в ближайшем будущем эти диаграммы придётся обновить.

Заключение

Если посмотреть на результаты тестов, то вполне понятно, какая видеокарта оказывается лидером: Nvidia Quadro 5000 обгоняет AMD FirePro V8800 почти в каждом тесте, причём отрыв, как правило, существенный. Если взглянуть на результаты производительности геймерских аналогов для массового рынка, то мы совсем не ожидали получить подобного серьёзного неравенства от двух видеокарт. Всё же решение AMD построено на великолепном современном дизайне, но у него наблюдаются какие-то проблемы по раскрытию потенциала производительности в окружении рабочей станции.

Действительно, как нам кажется, “железо” здесь винить не в чем. В конце концов, Radeon HD 5870 работает быстрее GeForce GTX 465. Скорее всего, причина кроется в драйвере AMD. Драйверы стабильные, но пока что не оптимизированы должным образом, сдерживая производительность V8800. В случае текущего флагмана Nvidia всё совсем по-другому. Да и V8800 должна обходить свою предшественницу на довольно существенную дельту. Как нам кажется, AMD следует выделить больше ресурсов своей команде разработчиков драйверов, чтобы исправить существующее положение.

Нажмите на картинку для увеличения.

Последняя версия драйверов Nvidia обеспечила Quadro 5000 существенный отрыв в синтетическом тестовом пакете SPECviewperf 11. Конечно, видеокарта Nvidia также обошла модель AMD в реальных тестах, но отрыв не такой большой, как в синтетическом пакете. 3ds Max – единственное исключение, где Quadro FX 4800 предыдущего поколения не только обошла “ровесницу” FirePro V8700, но и новую V8800. Приятно видеть, что Nvidia прекрасно оптимизировала драйверы под максимальную производительность в нескольких приложениях – разработчики драйверов AMD уже давно занимаются тем же самым. В итоге вам не придётся вносить какие-либо ручные настройки в драйверы при использовании видеокарты Nvidia.

Если оценивать конкурентов с точки зрения “производительности за свои деньги”, то Nvidia явно можно назвать премиальным выбором, как по производительности, так и по цене. Более быстрая карта, вполне естественно, стоит дороже. Между тем, AMD выставила на свои видеокарты цену на уровне их возможностей. Другими словами, видеокарты AMD стоят дешевле, но при этом обеспечивают вполне достойную производительность – но при этом их нельзя назвать самыми быстрыми на рынке.

В зависимости от выбранного вами маршрута, цена может и не быть такой серьёзной проблемой. Видеокарты для рабочих станций можно купить отдельно, но большинство из них продаются уже в комплекте сконфигурированной рабочей станции от таких компаний, как Dell (линейка Precision) или Hewlett-Packard (z800), где покупатель может самостоятельно выбирать комплектующие. Если рассматривать рабочую станцию в целом, то цена видеокарты вносит не такой существенный вклад в итоговую цену.

За проявленные качества в нашем тестировании мы присуждаем Nvidia Quadro 5000 заслуженную награду.