重量級(jí)對(duì)決NVIDIAAMD專業(yè)顯卡橫評(píng)

1、重量級(jí)對(duì)決！NVIDIA/AMD專業(yè)顯卡橫評(píng)第1頁：如何選擇專業(yè)顯卡？泡泡網(wǎng)顯卡頻道12月16日 一般玩家購(gòu)買顯卡通常都是用來玩3D游戲，不過顯卡并非僅能用來娛樂，對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)建（DCC）人員來說，一塊專業(yè)圖形顯卡可以幫助他們更有效率的完成工作。和普通顯卡相比，專業(yè)圖形卡的價(jià)格少則幾千，動(dòng)輒數(shù)萬。僅從硬件架構(gòu)上來看，消費(fèi)級(jí)顯卡和專業(yè)顯卡并沒有太大區(qū)別，無非是核心經(jīng)過個(gè)手工挑選，并配備了更多的顯存。專業(yè)圖形處理用戶需要的并不是很需要一顆很高頻率的核心來進(jìn)行數(shù)據(jù)填充和渲染計(jì)算，而是扎實(shí)的基本性能、豐富的拓展功能以及最關(guān)鍵的：驅(qū)動(dòng)設(shè)置以及軟件支持。專業(yè)顯卡在諸如3DS M

2、ax、Maya、Softimage、AutoCAD和SolidWorks等專業(yè)圖形軟件中可以有著數(shù)倍于普通顯卡的性能提升，而除了處理速度的提高之外，運(yùn)行穩(wěn)定性也大大增強(qiáng)，專業(yè)顯卡在這些程序中出現(xiàn)錯(cuò)誤的頻率要大大低于普通顯卡，同時(shí)強(qiáng)大的技術(shù)支持也保證了一旦出現(xiàn)問題，它們都會(huì)盡快被解決。專業(yè)顯卡并不追求填充率和渲染速度，它們更多的工作是頂點(diǎn)計(jì)算和幾何轉(zhuǎn)換，在GPGPU程序接口比如CUDA、OpenCL、DirectCompute的支持下，它們的性能表現(xiàn)更為出色?？偠灾?，專業(yè)顯卡的最大賣點(diǎn)就是軟件和服務(wù)。那么，如何挑選一塊專業(yè)顯卡呢？國(guó)外著名網(wǎng)站CGchannel對(duì)今年的專業(yè)卡進(jìn)行了一次全面測(cè)試及

3、總結(jié)，對(duì)于專業(yè)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)建用戶來說絕對(duì)有參考價(jià)值，因?yàn)閰y(cè)產(chǎn)品相對(duì)來說很全面，測(cè)試內(nèi)容也極為豐富。對(duì)于看慣了普通卡跑3D游戲的朋友們來說，本次評(píng)測(cè)換了個(gè)口味，可以讓讀者更加了解GPU在其他領(lǐng)域中的性能。第2頁：參測(cè)顯卡：囊括高中低端產(chǎn)品和消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)一樣，專業(yè)顯卡市場(chǎng)的主要供應(yīng)商依然是AMD和NVIDIA兩家。本次測(cè)試中包括了2010年市場(chǎng)中主流產(chǎn)品：AMD ATI FirePro V3800/V4800/V5800/V7800/V8800，NVIDIA Quadro FX 3800/5800，新加入了4款今年的新品：AMD FirePro V5900/V7900；NVIDIA Qu

4、adro 2000/4000/5000/6000。這個(gè)陣容囊括了市售全部中端到高端級(jí)別的專業(yè)顯卡型號(hào)。按照產(chǎn)品定位，參測(cè)顯卡可分為三個(gè)級(jí)別，包括：入門級(jí)2款：AMD FirePro V3800、4800。NVIDIA在這個(gè)級(jí)別的產(chǎn)品包括Quadro 400/600，不過本次測(cè)試中并沒有這兩款型號(hào)的加入。NVIDIA Quadro 2000、AMD FirePro V5800/V5900主流級(jí)4款：其中NVIDIA Quadro 2000是今年上市的新品，擁有1GB GDDR5顯存。128Bit顯存位寬，最大帶寬可達(dá)41.6GB/s。核心頻率為625MHz，擁有192個(gè)CUDA核心。視頻輸出包括

5、1個(gè)Dual-link DVI、2個(gè)DP接口，功耗62W。AMD方面的新品包括FirePro V5900，它在顯存規(guī)格上相比前輩V5800翻了一倍：包括2GB GDDR5顯存、256Bit位寬，64GB/s帶寬。核心頻率600MHz，擁有512個(gè)流處理器。輸出包括1個(gè)Dual-lnk DVI和2個(gè)DP接口，功耗75W。而去年上市的主流產(chǎn)品包括FirePro V5800和Quadro FX3800。AMD FirePro V7800/8800、NVIDIA Quadro 4000/5000/FX5800高端級(jí)共5款：NVIDIA今年在高端產(chǎn)品中推出了兩款新型號(hào):Quadro4000、5000。Q

6、uadro 4000擁有2GB GDDR5顯存、256Bit位寬、89.6GB/s帶寬，核心頻率475MHz，256個(gè)CUDA核心，輸出為1個(gè)Dual-link DVI和2個(gè)DP，功耗142W。Quadro 5000則為2.5GB GDDR5顯存，320Bit位寬、120GB/s帶寬。核心頻率513MHz，352個(gè)CUDA核心。輸出接口同樣為1個(gè)Dual-link DVI和2個(gè)DP。功耗為152W。AMD方面今年的新品為FirePro V7900，擁有2GB GDDR5顯存、256Bit位寬、160GB/s帶寬，核心頻率725MHz、1280個(gè)流處理器。輸出為4個(gè)DP接口，功耗150W。而老產(chǎn)

7、品則包括FirePro V7800、V8800及Quadro FX 5800。NVIDIA Quadro 6000/FX5800旗艦級(jí)2款：NVIDIA的Quadro FX5800、6000。其中Quadro 6000為今年推出的新品，它擁有6GB GDDR5顯存、384Bit位寬、144GB/s帶寬。核心頻率574MHz、448個(gè)CUDA核心、輸出為1個(gè)Dual-link DVI和2個(gè)DP，功耗204W。AMD方面這個(gè)級(jí)別的產(chǎn)品為FirePro V9800，但是由于測(cè)試者沒有這款產(chǎn)品，很遺憾未能參與評(píng)測(cè)。本次參測(cè)的全部產(chǎn)品參數(shù)如下：第3頁：特性解析：DP接口、多屏的重要性繼續(xù)評(píng)測(cè)之前，我們先

8、來看看專業(yè)卡一些重要特性、規(guī)格的意義所在。DisplayPort：DP接口正迅速稱為專業(yè)圖形卡的標(biāo)配輸出接口。它擁有如下優(yōu)勢(shì)：接頭小巧、更好的信號(hào)穩(wěn)定性、更高分辨率的支持。不過不是所有人都在使用DP接口的顯示器，因此DP to DVI轉(zhuǎn)接器是很有必要的。但是這就需要額外購(gòu)買，DP to Single-link DVI轉(zhuǎn)接器的價(jià)格還不算貴，但是當(dāng)你使用30寸顯示器的時(shí)候，高分辨率下必須使用Dual-link DVI輸入。那么，如果需要使用DP輸出如2560x1600分辨率的信號(hào)到只有DVI接口的顯示器，就需要購(gòu)買內(nèi)置芯片的主動(dòng)式轉(zhuǎn)接器，除了價(jià)格昂貴之外，還需要額外占用一個(gè)USB接口來提供所需電力

9、。雖然麻煩多多，但是在工業(yè)應(yīng)用中DP接口可以提供諸如30bit顏色、AMD Eyefinity多屏支持等技術(shù)，讓一塊顯卡可以支持最多達(dá)6臺(tái)顯示器。多屏輸出是一項(xiàng)很強(qiáng)大的技術(shù)。Eyefinity是一個(gè)很好的功能，我認(rèn)為NVIDIA應(yīng)該效仿這項(xiàng)技術(shù)并應(yīng)用到自己的產(chǎn)品中。V4800、V5800、V5900和V7800可以通過1個(gè)Dual-link DVI和2個(gè)DP輸出支持3個(gè)2560x1600分辨率的顯示器，而V7900、V8800可以支持4個(gè)，V9800可以支持6個(gè)，并且可以在3x2的顯示器排列下支持到7680x3200的分辨率。當(dāng)你需要使用多臺(tái)顯示器的時(shí)候，如果只有NVIDIA顯卡，那么就需要安

10、裝多張Quadro顯卡來支持，每張顯卡僅能支持兩臺(tái)顯示器，這還需要額外的電源供給，增加了一次性投入和使用成本。那么用戶是否需要很多臺(tái)顯示器呢?筆者現(xiàn)在就使用了3到4臺(tái)顯示器，可以說，一旦你嘗試過，就不再想用回2臺(tái)了。舉個(gè)例子，如果你有2臺(tái)30寸顯示器和一臺(tái)22寸顯示器以及一個(gè)WACOM Cintiq平板，你可以在一臺(tái)顯示器上使用3DS MAX或Maya軟件，另一臺(tái)打開PhotoShop，在Cintiq平板上運(yùn)行ZBrush或Mudbox，最后還可以在那臺(tái)22寸顯示器上打開瀏覽器隨時(shí)查看資料。不需要按Alt+Tab切換，不需要堆疊多個(gè)串口，你同時(shí)就可以看到所有內(nèi)容。但是如果你想要在NVIDIA顯

11、卡上實(shí)現(xiàn)同樣的效果，就得要買更多的卡，占用更多的PCI-E x16槽位，高端顯卡的功耗更是會(huì)導(dǎo)致你的電源成本要成倍的增加。如果錢不是問題，你甚至可以買4塊V9800顯卡，Win 7系統(tǒng)下最多可以支持24臺(tái)顯示器。那么你可以在多屏環(huán)境下進(jìn)行極有效率并且舒適的工作。第4頁：通用計(jì)算：引導(dǎo)未來發(fā)展的技術(shù)在查看測(cè)試結(jié)果之前，我們?cè)僮詈罂纯碐PGPU計(jì)算。所謂GPGPU計(jì)算是指通過顯卡的GPU來做為主要處理器完成系統(tǒng)所需執(zhí)行的計(jì)算任務(wù)。這項(xiàng)技術(shù)擁有令人興奮的潛力，我們現(xiàn)在看到的應(yīng)用僅僅是這項(xiàng)技術(shù)的初級(jí)成果。這也是專業(yè)顯卡最重要的價(jià)值。專業(yè)卡上擁有更高的顯存容量，可以進(jìn)行更多的估算執(zhí)行。除非任務(wù)可以在存儲(chǔ)

12、器上完整的執(zhí)行，否則數(shù)據(jù)必須要在顯存和系統(tǒng)之間交換，這會(huì)使得計(jì)算過程變慢。舉個(gè)例子來說明，在目前的光線追蹤計(jì)算中，完整的3D場(chǎng)景需要通過顯存來協(xié)助處理器進(jìn)行渲染，如果場(chǎng)景太大，那么GPU就會(huì)忽略渲染，轉(zhuǎn)而讓CPU進(jìn)行處理，這樣會(huì)大大增加渲染時(shí)間。而2-6GB的超大顯存容量可以讓專業(yè)顯卡進(jìn)行渲染時(shí)更加得心應(yīng)手，大大提高效率。目前有兩種主要的GPU計(jì)算程序接口（API）：CUDA和OpenCL。OpenCL是一種開放標(biāo)準(zhǔn)，NVIDIA和AMD都支持這一規(guī)范，而CUDA是NVIDIA獨(dú)有的技術(shù)，只有NVIDIA的產(chǎn)品能夠支持。NVIDIA是首家開始推行GPU通用計(jì)算并研發(fā)出完整技術(shù)的硬件制造商，在2

13、006年，首個(gè)采用統(tǒng)一渲染單元的革命性GPU架構(gòu)：G80誕生了，這款產(chǎn)品就是經(jīng)典的GeForce 8800GTX。這種技術(shù)上的領(lǐng)先導(dǎo)致早期大量的程序支持CUDA而不兼容OpenCL。從一個(gè)專業(yè)技術(shù)人員的角度出發(fā)，原作者更希望看到OpenCL更加成熟，對(duì)于開發(fā)人員來說，擁有一個(gè)統(tǒng)一的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)肯定要比有多個(gè)API接口要好。在渲染工作中，有很多應(yīng)用可以使用GPU來加速運(yùn)算，無論是基于CUDA還是OpenCL。比如基于CUDA的Mental images"iray，Arion隨機(jī)控制，Refractive Software的Octane Render軟件，支持OpenCL的Glare Tec

14、hnologies" Indigo Renderer, Chaos Group"s V-Ray RT和Art And Animation Studio的 FurryBall 渲染器。GPU加速在一些開源軟件比如LuxRender、cebas"s finalRender 4也將獲得支持，相信都會(huì)在OpenCL下良好運(yùn)行。目前可以免費(fèi)使用的軟件有StudioGPU的MachStudio Pro，一款同時(shí)兼容CUDA和在DirectX支持下OpenCL的軟件。這是一款原作者極力推薦的軟件，由于它完全免費(fèi)，導(dǎo)致其入不敷出已經(jīng)破產(chǎn)，但是依然可以下載并使用它。然而，目前在計(jì)算

15、機(jī)繪圖工業(yè)領(lǐng)域中，對(duì)于GPU加速計(jì)算有著兩種態(tài)度。一些工作室認(rèn)同GPU加速技術(shù)，認(rèn)為它可以很好的進(jìn)行運(yùn)算工作并大力支持；同時(shí)還有一部分人認(rèn)為GPU渲染在輸出品質(zhì)上無法與CPU處理相比。一種比較折中的做法是由GPU進(jìn)行單獨(dú)的視覺預(yù)覽或特殊工作，最終處理工作保留并交由CPU進(jìn)行。一個(gè)典型的例子就是Sony Pictures Imageworks，由GPU進(jìn)行渲染、實(shí)現(xiàn)和效果，CPU進(jìn)行后處理。第5頁：測(cè)試平臺(tái)及測(cè)試項(xiàng)目說明本次測(cè)試的系統(tǒng)為HP Z800工作站。它配備了雙路32納米六核至強(qiáng)處理器，主頻為3.33GHz。運(yùn)行與Windows 7 64位系統(tǒng)，擁有18GB DDR3內(nèi)存，裝備了15000

16、轉(zhuǎn)的希捷SAS硬盤，提供了極為強(qiáng)大的性能。顯示器為兩臺(tái)30吋屏幕，原生分辨率為2560x1600，合并后桌面分辨率為5120x1600。軟件方面，本次測(cè)試中使用到的程序包括Autodesk 3DS MAX 2012、Maya 2012、Softimage 2012和Mudbox 2012，以及NewTek"s LightWave 10。還使用了一些多應(yīng)用測(cè)試工具包括Luxology"s Modo 501和Maxon"s Cinema 4D，Maxon"s Cinebench綜合測(cè)試工具，The Foundry"s Mari,mental ima

17、ges"iray，Art And Animation Studio"s FurryBall renderer， StudioGPU"s Mach Studio Pro。除非另有說明，測(cè)試成績(jī)單位為幀率，進(jìn)行幾何計(jì)算或紋理細(xì)節(jié)處理測(cè)試所用的圖片為圖中所示。每款產(chǎn)品的測(cè)試中會(huì)去掉最低和最高成績(jī)后取平均值。抱歉的是，所有測(cè)試圖片為專用，并不開放下載。當(dāng)然如果你想比較自己系統(tǒng)的性能，同樣我也進(jìn)行了Cinebench的綜合測(cè)試工具，這是一個(gè)開放的軟件。第6頁：測(cè)試項(xiàng)目：Maya 2012Maya 2012是Autodesk推出的三款主要3D建模、動(dòng)畫和渲染軟件之一。它基于O

18、penGL接口開發(fā)并且為其進(jìn)行了重度優(yōu)化。測(cè)試中，F(xiàn)irePro的性能要更好一些，除了旗艦級(jí)的Quadro 6000之外，其余產(chǎn)品中FirePro系列顯卡要表現(xiàn)的更好。其中V5900、V7900的驅(qū)動(dòng)針對(duì)Maya有特別優(yōu)化，則測(cè)試中也得以體現(xiàn)。三項(xiàng)測(cè)試的平均成績(jī)最終排名如下：Quadro 6000FirePro V7900FirePro V5900FirePro V8800FirePro V7800Quadro 5000FirePro V5800FirePro V4800Quadro 4000Quadro FX 5800Quadro 2000Quadro FX 3800FirePro V380

19、0第7頁：測(cè)試項(xiàng)目：3DS Max 20123DS MAX是Autodesk旗下另一款建模、動(dòng)畫、渲染工具。這款軟件也是本次測(cè)試中唯一給用戶提供了三種顯示模式的軟件，包括Nitrous模式、DirectX模式和OpenGL模式。如果AMD和NVIDIA推出自己的優(yōu)化驅(qū)動(dòng)，那么將擁有第四種模式。本次測(cè)試選擇了Nitrous模式進(jìn)行。3DS MAX測(cè)試中NVIDIA Quadro系列顯卡性能稍稍領(lǐng)先。第8頁：測(cè)試項(xiàng)目：Softimage 2012Autodesk的最后一款軟件。和Maya一樣，這款軟件基于OpenGL，不過相比其他軟件，這款軟件的運(yùn)行速度要快很多，并且沒有任何質(zhì)量損失。最終性能排名

20、如下：FirePro V8800FirePro V5900FirePro V7800FirePro V5800FirePro V4800Quadro 6000Quadro 5000Quadro 4000Quadro FX 5800Quadro 2000Quadro FX 3800FirePro V3800第9頁：測(cè)試項(xiàng)目：Mudbox 2012Mudbox是一款和Maya、Softimage類似的軟件，容樣使用OpenGL技術(shù)。不過和其他程序不同，Mudbox工作時(shí)建立了超多數(shù)量的多邊形，一個(gè)普通場(chǎng)景也要擁有800萬個(gè)或更高。一款典型應(yīng)用中多邊形數(shù)量也在2-5百萬之間。所以，這款軟件對(duì)高顯存容

21、量很敏感，專業(yè)卡可以發(fā)揮其作用。在此，筆者還要說明一些為什么沒有選擇ZBrush進(jìn)行測(cè)試。原因很簡(jiǎn)單：與Mudbox會(huì)依賴顯卡進(jìn)行計(jì)算不同，ZBrush完全使用CPU機(jī)型計(jì)算，而顯卡對(duì)于性能的影響非常小。測(cè)試進(jìn)行了兩種模式，一種是處理時(shí)間，一種是軟件相應(yīng)速度?？梢钥吹?，對(duì)于512MB和1GB顯存的顯卡來說，3千多萬個(gè)多邊形是難以消化的，性能會(huì)嚴(yán)重降低。因此一些中低端顯卡將不能很好的完成工作。第10頁：測(cè)試項(xiàng)目：LightWave 10LightWave 10是一款老牌3D軟件，廣泛用于廣播的視覺效果。依然是基于OpenGL APU的程序。性能排序如下：FirePro V7900FirePro

22、V5900Quadro 6000FirePro V8800, V7800 (tied)Quadro 5000, FirePro V5800 (tied)Quadro 2000Quadro 4000, FX 5800, FirePro V4800 (tied)Quadro FX 3800FirePro V3800第11頁：測(cè)試項(xiàng)目：Mari 1.3v2Mari是一款新推出的3D紋理染色程序，有點(diǎn)類似于Maxon"s BodyPaint 3D。這款軟件最初由Weta制作，現(xiàn)在已經(jīng)被The Foundry收購(gòu)。它采用大量多邊形計(jì)算來為3D模型上色，使用極高分辨率的紋理進(jìn)行填充，最高可達(dá)32

23、768x32768分辨率、數(shù)百萬個(gè)多邊形的紋理模型。這也使得Quadro 6000/5000這兩款顯卡很受用，這款軟件對(duì)顯存的最低要求為1GB，而使用中即使1.5GB的顯存也會(huì)迅速被高分辨率材質(zhì)填滿。目前為止，Mari是一款NVIDIA專用軟件，只能在NVIDIA的顯卡上運(yùn)行?？吹?jīng)]有，Quadro 200由于顯存不足一運(yùn)行就崩潰了。第12頁：綜合性測(cè)試接下來是一組多應(yīng)用測(cè)試，使用一個(gè)模型通過不同程序和運(yùn)行模式來對(duì)比。這個(gè)模型有760萬個(gè)多邊形，使用了以下模式：3ds Max: Nitrous viewport, realistic shading modeMAYA: Viewport 2.0

24、, shaded and textured with ambient occlusion enabledSoftimage: shaded and textured modemodo: Advanced OpenGL, shaded modeCinema 4D: Enhanced OpenGL, shaded modeLightWave: shaded and textured mode需要說明的是，由于不同軟件的工作方式、處理過程有所區(qū)別，這項(xiàng)測(cè)試僅為體現(xiàn)不同硬件之間的性能差異，并不能作為不同軟件之間的性能差別參考。第13頁：測(cè)試項(xiàng)目：CineBench R11.5這款軟件不必多介紹了吧？C

25、PU渲染性能必備測(cè)試工具之一，不過此次測(cè)試中會(huì)使用其中的OpenGL測(cè)試功能。測(cè)試結(jié)果，N卡占優(yōu)：Quadro 5000Quadro 6000FirePro V7900Quadro 4000FirePro V8800FirePro V7800Quadro FX 5800FirePro V5800FirePro V4800Quadro FX 3800FirePro V5900Quadro 2000FirePro V3800第14頁：測(cè)試項(xiàng)目：渲染工具最后一項(xiàng)測(cè)試是渲染測(cè)試工具。目前相關(guān)測(cè)試還很少，不過未來基于GPGPU計(jì)算的程序?qū)?huì)越來越多。首先是iray，這是一個(gè)基于3DS MAX中的渲染組建

26、，目前僅支持CUDA。使用A卡的話將會(huì)由CPU來完成運(yùn)算?？梢钥吹侥呐率亲钊腴TQuadro顯卡也可以提供比雙路六核CPU還要好的性能。而頂級(jí)的Quadro 6000處理時(shí)間僅需CPU的1/3。要知道測(cè)試系統(tǒng)中使用了12核心的3.33GHz處理器，這已經(jīng)是非常頂級(jí)的處理器了。接下來是FurryBall測(cè)試。這是一款基于OpenCL的軟冉工具。在Maya下運(yùn)行的一款組件。對(duì)于這款軟件來說，影響性能最至關(guān)重要的因素是顯存容量。NVIDIA Quadro系列顯卡的性能要更好。FirePro中的V3800在運(yùn)行時(shí)崩潰，無法完成測(cè)試。MachStudio Pro在CG工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)是一個(gè)新面孔，它革命性的首先在后處理中使用了GPU運(yùn)算。這款軟件沒有使用OpenCL或是CUDA、DirectCompute，而是基于DirectX設(shè)計(jì)了一套程序，