Jeden na koni, druhý na oslu? Možná oba v plném trysku! - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

13. října 2011, 00.00 | Má smysl NVidia Quadro, nebo není od věci rezignovat na osvědčenou značku kvality a vystačíme si s hráčským železem? Jednou tak, podruhé onak. Ale také je možné oba světy kombinovat, vůbec ničemu to nevadí. Proč ne, však to umí. V jednom stroji Quadro a GeForce může být i slušné kombo. Dnešní pozastavení by to mělo dokázat...

Za mou praxi se již mnozí uživatelé ptali, když pořizovali nový hardware, jakou že kartu mají koupit a zda je výhodou pořízení drahého (na nás) Quadra a nebo nikoliv. Je to trochu náročné na odpověď a možná nejsem ani ten pravý – opakovaně tvrdím, že nejsem kovaný technolog hardware. Avšak jako uživatel jak Quadra, tak hráčské karty na jednom stroji bych k tomu něco říci mohl. Výsledkem je tato „uživatelská případová studie“, ve které se pozastavuji nad průnikem obou světů. Jak světa profesionálních karet NVidia Quadro, tak klasického low endu hráčského trhu, karty s čipsetem 560 výrobce EVGA. Výsledkem obého totiž může být velmi příjemné souznění a zároveň i úvaha, co vlastně případně používat. Je to totiž, už jsme si to řekli, složitější.

Na čem se testovalo...

Testy probíhaly na mé vlastní stanici, je přípravou na procesory řady AMD Zambezi FX pojmenované Bulldozer a je vystavěna jako to momentálně asi skoro nejlepší (vlastním ji asi 3 měsíce), co může být pro AMD k dispozici...

Specifikace je následující:

MB Asus CROSSHAIR V Formula - 990FX
CPU AMD Phenom II X6 1100T
RAM Patriot Viper II (Sector 5) 2x4GB DDR3 2000MHz (16GB)
Zdroj CORSAIR 750AX, 750W (Gold)
CASE CoolerMaster HAF 932

Výhodou desky Crosshair V od Asusu je její široká výbava (4xPCPIx16) a možnost široké taktace, v tomto smyslu umožňuje značné spektrum přetaktování. Tomu odpovídá „goldový“, vysoce účinný zdroj a dobré chlazení (case má 3 aktivní větráky a značnou perforaci).

Stávající stav stanice je, že procesor je mírně přetaktován s frekvencí CPUBus na 236x16,5, výsledkem je zisk „jednoho jádra výkonu“ a Cinebench Score (CINEMA 4D R11,5) okolo 6,78. Při celkové taktaci okolo 3,84 GHz je výkon od 6,5 do 6,7. Vyšší takt přes 4 GHz sice vede k výkonu na hranici hodnoty 7 v CB skore, ale také k nestabilitě systému.

PS: nedbejte na hodnoty GPU uvedené ve vrchní části, byl to test na 560, ale jelikož byla karta na desce i spolu s Quadrem, napsalo se do hlavičky Quadro.

Paměti mají vyšší frekvence, než jsou možnosti stávajícího procesoru Phenom II, ale jak bylo řečeno, je to příprava na Bulldozer, který doufám jejich potenciál bude moci využít.

Aby bylo na čem porovnávat kvalitu obrazu, jakkoliv je to do značné míry samozřejmě subjektivní, oslovil jsem společnost Avnet, zástupce výrobce profesionálních monitorů EIZO pro Českou republiku. Ta zapůjčila vynikající monitor řady SX (dokonce exkluzivní části této řady) SX2762W-BK. Jedná se o vynikající monitor s vysokým rozlišením 2 560 x 1 440, širokým barevným rozsahem (97% pokrytí AdobeRGB) a desetibitovou barevnou hloubkou, poskytující vysoce kvalitní a kalibrovanou (hardware + software) kvalitu obrazu za přijatelnou cenu pohybující se okolo 30 000 Kč bez DPH (což sice může vypadat jako cena vyšší, ale ve srovnání s řadou CG není vskutku až tak vysoká).

A opět specifikace:

• Velikost panelu/poměr stran 68 cm (27")/16:9
• Pracovní plocha - šířka x výška 597 x 336 mm
• Viditelná úhlopříčka - diagonal 685 mm
• Nativní rozlišení 2 560 x 1 440
• Rozteč sousedních bodů 0,233 x 0,233 mm
• Max. počet zobrazitelných barev DVI: 16.7 miliónů barev DisplayPort: 1.07 miliard barev (10 bit R, G, B, 1 024 x 1 024 x 1 024)
• Barevný rozsah (pokrytí gamutu AdobeRGB) 97% AdobeRGB Min/Max. jas 80 - 270 cd/m
• Maximální kontrastní poměr 850:1
• Pozorovací úhly pro K=10:1 horizontal/vertical Horizontal: 178°, Vertical: 178°
• Technologie TFT panelu H-IPS (p-IPS). Doba odezvy ve středních tónech - Overdrive 6 ms
• Typická doba odezvy (rozsah signálu 0-255) 12 ms, transition black/white

Více na http://www.eizo.cz/monitory/flexscan/sx-exclusive/27/SX2762W.html

Pro naše testy je podstatné, že vstupy jsou samozřejmě i pomocí Displayportů (velkého i malého), což odpovídá většinou právě profesionálním kartám (mimochodem, s tím se budeme setkávat častěji, ale neberte nic úplně dogmaticky :-)). Ono dnes už i display port proniká do oblasti hráčského trhu, minimálně do vyšší cenové třídy tohoto segmentu. Takže to, co platilo před rokem, už nemusí platit tak úplně dnes.

Seznámení s grafickým železem

Takže copak to tu máme. Quadro 4000. Quadro 4000 je vlastně úvodním produktem celé stávající produktové řady Quadro a je výkonově a i cenově nejníže. Cena se pohybuje od 15 500 Kč bez DPH výše. Cena se mimochodem až tak nemění, jen ten kurz koruny s tím trochu míchá... Specifikace karty je následující, tabulku vygeneroval systém měření charakteristik grafické karty TechPowerUp GPU-Z 0.5.5.

Základní shrnutí by ale mohlo být následující:

• Technologie 40 nm
• GPU: GF100
• RAM 2 GB
• Počet stream jader 256

Mohlo by se zdát, že to je relativně málo (na tu cenu, však si to porovnejme s čipem 580, který má 512 stream jader). Však i proto si to ještě rozebereme...

To druhá karta je tak trochu z jiného soudku. Její cena je zlomkem ceny Quadra, výkon v některých oblastech ale slušný, až Quadro překonává. Jsou však oblasti, kde jednoznačně vede Quadro.

Výrobcem druhé karty s čipem GeForce 560 je společnost EVGA (a mimochodem, tohle je dost důležité vědět, každé Quadro je certifikované, ale jednotliví výrobci hráčských karet si mohou základní charakteristiky částečně upravovat, a tak mohou dosahovat jejich karty různých výsledků. Navíc nemusí být zcela kompatibilní za všech situací například k některým instrukcím různých technologií, což může mít za následek různé potíže, proto nelze obecně (obecně!) tyto karty certifikovat a mít jistotu bezproblémového pracovního provozu).

Zmíněnou kartou je EVGA GeForce GTX 560 Superclocked s cenou cca 3 800 Kč bez DPH.

I u této karty si můžete prohlédnout základní charakteristiky v tabulce, vypíchnout ale můžeme následující:

• Technologie 40 nm
• GPU: GF114
• RAM 1 GB
• Počet stream jader 336

Test Cinebench 11,5 - jde o práci, víc mne nezajímá!

Pro úvodní seznámení test Cinebench 11,5. Test Open GL 2.0. Celý test probíhá právě v OpenGL, a to za využití poměrně sofistikovaného modelu, stínů a průhledností ve scéně. Scéně, mající 225 000 povětšinou čtyřúhelníkových polygonů, které ale grafické karty nezobrazují. Ty zobrazují trojúhelníkové polygony, a proto je výsledný počet někde mezi 500 000 až 1 000 000 polygonů, což je závislé na některých použitých technologiích, jako je průhlednost či zachované výběry na materiály a podobně. Jedná se tak, a to je podstatné zdůraznit a viděl jsem to mnohokrát na různých hardware serverech, nikoliv o nějaký syntetický teoretický test, ale o test praktický a reálný, využívající engine zobrazení existující 3D aplikace. Aplikace CINEMY 4D Cinebench je jen odvezenou aplikací z tohoto 3D řešení...

Výsledky testů

Pokud se podíváme na všechny parametry obou karet, vždy nám vyjde jedno a to samé. EVGA musí být za každých okolností rychlejší než Quadro. Jenže chyba lávky. Quadro si to šine velmi slušným kvapíkem více než cca 57 (57,37) snímků za vteřinu, zatímco EVGA ne že by se belhala, to určitě ne, ale pronásleduje ji s rozdílem cca 12 snímků za vteřinu a hodnotou okolo 45 fps.

To vše je pravda v případě, že jsou karty samotné a druhá není zapojená. Zajímavé je, že tento test podal maličko (ne zásadně) odlišné výsledky v případě, že byla druhá karta aktivní. Neptejte se, čím to, ale pokud byly zapojené obě a na výstupu byla aktivní karta Quadro pomocí display portu, pak výsledná hodnota byla o jeden snímek za vteřinu vyšší, a to 58,34.

Pokud se situace otočila a EIZO se napojilo na EVGU, pak byl výsledek o cca 10 fps nižší, ale pořád vyšší, než pokud by se vše pustilo jen na EVGA.

Otázkou je, zda má nějaký vliv taktace celé stanice na výkon grafických karet (kterých jsem se ani nedotkl)? Má, zdá se z mého testu, že ano. Při vyšší taktaci procesoru se mírně zvedl výkon i grafických karet, ale opravdu jen mírně (viz výše).

Nějaké závěry a poučení?

Už z tohoto prvého testu vyplývá zajímavé poučení. Poučení, které je do značné míry skryté, ale velmi podstatné. V celém procesu užívání OpenGL 2.0 jako standardu pokročilého zobrazení editoru CINEMY 4D (verze R13 používá verzi 3.0) měly všechny karty řady GeForce potíže v jistých technologiích a nezadržitelně tuhly. Stačilo samozřejmě uvedené technologie vypnout, ale řešení pro uživatele vlastně nebylo. Míček totiž nebyl na straně Maxonu, ten jen objevil chybu v implementaci OpenGL v ovladačích GeForce, avšak NVidia ji podle slov Maxonu neřešila, protože to nebyl zásadní problém hráčského sektoru. Zcela jiná situace byla v případě profesionálních karet, kde tato chyba vůbec neexistovala kvůli jejich podstatně kvalitněji provedeným ovladačům.

Z toho vyplývá další skutečnost. Evidentně je editor s OpenGL optimalizován podle stálých a certifikovaných standardů, tedy podle Quadra, nikoliv podle proměnlivého světa hráčského trhu s jeho změnami s jepičím životem.

Cinebench tedy evidentně umí Quadro využít a jeho výsledky jsou, jakkoliv je to karta vlastně „entry“ daného segmentu, srovnatelné s high endy hráčského trhu (stačí se ostatně podívat na výsledky tohoto benchmarku). Při menší velikosti, příkonu a kvalitní výbavě jak v kapacitě RAM, tak dvou display portů a jednoho DVI.

Technologie

Quadro potenciálně může (pokud to využijete) kralovat i v některých technologiích. Těch je celá řada a zasahují od oblastí prezentací, strojařiny až po dnes populární stereoskopii. V těchto oblastech, opět obecně, jim hráčská železa nestačí.

Příklad první, stereoskopie

V případě nové CINEMY 4D R13 jsem již několikrát zmínil, že si můžeme zobrazit aktivní stereoskopický obraz přímo v editoru, tedy bez renderingu. A nikoliv side by side, či anaglyph, ale opravdu 3D zobrazení na aktivní brýle. Ano, CINEMA 4D to umí, ale musí pro to využívat technologická řešení. Jinými slovy, Quadro.

Jedná se o technologii NVIDIA Quadro Quad Buffered Professional Stereo Technology, založenou na Open GL quad buffered stereo. Tato technologie je poněkud odlišná od „hráčského“ zobrazení, a tak hráčské karty nejsou schopné stereoskopického náhledu 3D scény pomocí aktivních brýlí.

Mozaika? Prostě moc monitorů...

Výhodou profesionálních karet je také jejich schopnost výstupu o olbřímích rozlišeních a „navazujících obrazů“, a to včetně 3D projekcí (ale to už také ne všechna Quadra). Představit si můžeme až panel řízení kosmických letů, dnes už vlastně jen v Rusku :-), či jestli se nepletu, v Kazachstánu...

Vyhlazování? Nejenom to

Schválně, podívejte se na potenciál max. vyhlazování nejsilnějšího GeForce 590 (32), i u nejslabšího testovaného Quadra je dvojnásobná (64). Jenže tím to jednoduše nekončí. Podívejme se na chvilinku, co o tom povídá samotná NVidia, jakkoliv chápu, že texty na firemních stránkách mají jednak informovat, jednak propagovat.

Mimochodem, parametr vyhlazování a jeho kvalita může být klíčová pro stabilitu grafické karty i uvnitř CINEMY 4D a je vlastně zásadním parametrem pokročilého zobrazení OpenGL. Tedy není tak úplně pravdou, že se jedná o nějaké virtuální kritérium.

K dispozici jsou například speciální technologie (samozřejmě zaměřené právě do konstrukce), které dokáží zobrazit až 890 000 000 polygonů, až 16k textury a další. Doporučuji se podrobně podívat na níže uvedený dokument:

http://www.nvidia.com/docs/IO/40049/NV-DS-QUADRO-4000-Jul10-LR-final.pdf

Mimo to, tedy speciální technologické přednosti, tu je zmíněná kompatibilita. Ano, například Adobe (CS 5,5 Premiere Mercury Playback Engine, After Effects a některé jeho pluginy akcelerují na OpenGL, ukázka je http://www.nvidia.co.uk/object/adobe_AftereffectsCS5_uk.html a Adobe Photoshop, práce v editoru, 3D) akceleruje více grafických karet, ale podívejme se na karty, které jsou přímo „certifikované“. Jistě, tento výčet lze obejít vlastním zadáním, ale obecně jsou to vždy Quadra + pár hráčských karet. Ale i do budoucna jsou Quadra vždy tím, co podporováno jistojistě bude...

Seznam oficiálně podporovaných karet (napříkald pro Premieru Pro) je zde:

GeForce GTX 285 (Windows and Mac OS)
GeForce GTX 470 (Windows)
GeForce GTX 570 (Windows)
GeForce GTX 580 (Windows)
Quadro FX 3700M (Windows)
Quadro FX 3800 (Windows)
Quadro FX 3800M (Windows)
Quadro FX 4800 (Windows and Mac OS)
Quadro FX 5800 (Windows)
Quadro 2000 (Windows)
Quadro 2000D (Windows)
Quadro 2000M (Windows)
Quadro 3000M (Windows)
Quadro 4000 (Windows and Mac OS)
Quadro 4000M (Windows)
Quadro 5000 (Windows)
Quadro 5000M (Windows)
Quadro 5010M (Windows)
Quadro 6000 (Windows)
Quadro CX (Windows)

A když jsme v tom, pak uvedená poznámka pod čarou, v originálním znění....

Adobe online services, including Adobe CS Live Services, are available only to users 13 and older and require agreement to additional terms and Adobe's online privacy policy. Online services are not available in all countries or languages, may require user registration and may be subject to change or discontinuation without notice. Additional fees or subscription charges may apply.

Mimo to jsou i aplikace, kde může být Quadro jedinou volbou. Například Autodesk Smoke (připravuji test) na MacOS. Jiná karta není k dispozici, a i kdyby byla (pro akceleraci CUDA), pak taková aplikace, jakou je Smoke, má samozřejmě support. A proto musí být i použitý hardware certifikovaný a přesně daný. Mimochodem, support se opravdu v těchto případech používá a funguje, právě z připravovaného testu to vím...

Další příklady? Stačí se podívat na hardware požadavky (a z toho vyplývá support a případný helpdesk) systému jako SolidWorks nebo Catia. V případě SolidWorks to jsou, pod značkou Nvidia, jen a pouze karty Quadro, v případě konstrukčního systému Catia to jsou jen certifikovaní výrobci, a ti, samozřejmě, zase mají certifikované grafiky. Tedy zase Quadro.

A něco, co je přínosem běžného života? Quadra jsou (ale nyní již i dražší hráčské karty, což před rokem neplatilo) plně desetibitová, výstupy jsou primárně na display port, a pokud máte odpovídající monitor, nikdy nebudete chtít nic jiného. Zmíněné zapůjčené EIZO tohle perfektně splňuje. Miliardová škála barev sice může vypadat jako trik, ale kvalita zobrazení a věrnost podání je v případě kalibrovaného monitoru na stabilní kartě vynikající a rozdíl při přepnutí (v mém případě na EVGU a výstup DVI) je opravdovým trestem. Ten rozdíl je patrný na první pohled.

Ono nejde ani tak o tu absolutní hodnotu zobrazovatelných barev – už 16 mil. barev je docela slušný počet –, ale jde o daleko jemnější vykreslení barevných přechodů (klasické přechody v jednom kanálu RGB spektra) v určitém rozsahu barevných tónů. Předpokladem jsou samozřejmě též zdrojová data s dostatečnou barevnou hloubkou (10, 12, 14, 16 nebo 32-bit).

Ale samozřejmě je tu i přímo pracovní činnost a plná podpora 10 bitů v různých aplikacích, o čemž se lze přesvědčit například na tomto kanálu Adobe (a NVidia) http://tv.adobe.com/watch/nvidia-and-adobe-solutions/10bit-color/ a http://tv.adobe.com/watch/nvidia-and-adobe-solutions/cuda-revised/.

Čemu věřit? Není to tak jednoznačné...

Chápu, že do značné míry to může vypadat jako nutnost (některá řešení), jindy jako marketingová proklamace. Ale software je složitá věc a musí se na něčem testovat a tím se, mimo technických fines, etabluje certifikovaná skupina profesionálních karet. Ale co s výkonem, co s CUDOU, která vstupuje do reálného světa grafiky? Jak si tam Quadro stojí?

Tohle už je složitější. Kdysi jsem uvedl kompaktnější komparaci pro náš tištěný cg magazín, nyní tedy jen souhrnně. Většinou jsou klasická renderovací řešení využívající technologii CUDA primárně závislá na brutální síle vyjádřené počtem stream jader. A zde je jasné, že jich má Quadro i proti víceméně entry modelu GeForce 560 méně. A proto je také pomalejší. Platí to ze zkušenosti jak pro Arion, tak pro Octane. Arion však ještě více dokáže zužitkovat potenciál šíře sběrnice a taktace jádra hráčské karty. Octane je proti tomu závislý víceméně jen a pouze na počtu jader.

Připravil jsem tedy takový test. Jednoduchá scéna, mající ale velký počet polygonů (můžete odečíst z obrázku, že jich bylo cca 1 500 000). Množství napadaných tužek. Vše je vždy shodné, jen jednou renderují obě karty, jednou pouze Quadro, podruhé jen 560. Jaký je výsledek?

Pokud renderovalo jen Quadro, byl čas 0,23 Ms/sec, v případě 560 0,36. V případě obou 0,59 najednou. 100% součet výkonnosti není příliš častý, ale obecně je výkon cca od 75 % do 100 % předpokládaného součtu. Nejsou spojené samozřejmě, tyhle systémy navíc SLI můstek nevidí rády, proto nemá velké uplatnění karta s označením GeForce 590, protože se využije stejně jen 1,5 GB Ram. Vždy se využívá limitní potenciál karty, pokud tedy jsou aktivní obě mé karty, pak není kapacita scény 2 GB Quadra, ale jen 1 GB GeForce 560.

Navíc je tu další možnost. Grafická karta, v mém případě GeForce 560, může sloužit jen jako výpočetní systém pouze pro mé specializované renderovací řešení, v tomto případě Octane. Vše se zpracovává vlastně přes kartu, zbytek stanice tak leží víceméně ladem, a to i karta pro zobrazení (nikoliv výpočet, ta „maká, co může“). Můžeme tak zajímavě oba světy kombinovat. Certifikovanou kvalitu Quadra, jeho plnou 10-bitovou podporu, podporu mnoha „neherních“ technologií zobrazení od 3D po mnoho panelů, perfektní zobrazení a hrubý býčí výkon hráčské karty.

Tento poslední odstavec je pro mne alfou i omegou celého článku. Možnost kombinace dvou nesouměřitelných karet. Jak technologicky, tak cenově. Ne lepší nebo horší, různých. Pro různé světy je jejich kombinace možná. A výhodná...