CAD三维设计需不需要专业绘图专业显卡排名显卡

比游戏卡快20倍 专业绘图卡VX200测试
日 00:24&&&出处:&& 作者:邱大川&&
   想必大家都知道,显卡从应用的划分上应该大体上分成两大 部分,即游戏显卡与专业绘图显卡。但是随着显卡的应用面越来越广,两大部分有时 候不能非常正确的涵盖整个显卡市场,近年来也有人将显卡分成了三类,也就是在前 面两类的基础上外加了一个“卡”(比如股票展示系统,火车站的座况展示系统 等)。实际上,多屏卡本来也是属于专业卡范畴之内的,但绝对不算是专业绘图卡, 因为他本身的图形计算功能并不强大,更多的意义在于多屏幕显示。
   由于之前关注专业卡的用户相对较少,并且专业显卡在市场 上的覆盖面积不广,所以我们在之前的报道中对专业卡的内容提及的比较少。而现在 ,NVIDIA和ATI两大显示巨头在游戏显卡市场上的竞争已经到了白热化的阶段,很难 分清楚到底是谁胜谁败,由此两大巨头也开始慢慢的将竞争延续到专业显卡市场上。
   NVIDIA的专业绘图显卡都采用Quadro为型号前缀,比如说 Quadro FX570、Quadro FX1400等,而AMD的专业显卡都是采用Fire为前缀命名,比如 FireGL 3100、FirePro 5700、FireMV 2200等。在专业卡市场上,NVIDIA的Quadro系 列显卡一直占据着绝大部分的市场比重,产品的更新也比竞争对手快,同时在兼容性 方面也与各种专业软件十分友好。
   日前,NVIDIA又推出了一款型号为Quadro VX200的专业CAD 绘图显卡,对Quadro系列产品线比较了解的朋友就应该知道,NVIDIA之前的从来还没 有过以VX系列的Quadro产品,那么这一次推出VX200,到底是何方神圣呢?
为中国市场量身定做 NV推出Quadro VX200
   通过了解我们得知,Quadro VX200是NVIDIA专门为中国市场 量身定做的一款工作站级别显卡,主要适用于中国的AutoCAD、3DsMax设计人员。 Quadro VX200显卡采用G92GL-V核心,核心拥有96个流处理器单元,和Geforce系列游 戏显卡的9600GSO保持一致。
   Quadro VX200专业显卡采用512MB/256Bit的三 星1.2ns显存颗粒,默认核心、显存频率为450/MHz。
  从外观上看,Quadro VX 200与现有的Quadro FX 3700非常相似,除了散热器 上印的标志之外几乎看不出任何区别。唯一的不同之处在于将FX 3700的3pin Stereo 立体眼镜接口替换成了HDTV视频输出接口。
显卡供电部分采用了大量的钽电容
输出部分仍然采用双DVI+TV-Out的连接方式
   除此之外,Quadro VX200还可以支持32x FSAA的全屏抗锯齿、Two DualLink输出接口,完全可以满足绝大部分工作站用户的需要。
   Autodesk中国渠道总监Rodger Soo表示:“为了在快速发展的中国设计与制造业中保持竞争力,许多CAD设计师都投身到2D以及3D设计中。Autodesk与NVIDIA(英伟达)的合作关系扩展了我们3D产品的建模特点,并 增加了全新的视觉显示风格。NVIDIA Quadro VX 200是理想的解决方案,它让我们的CAD用户能够在性能毫不打折的工作环境下将高品质的3D模型融入到其工作流程中。 ”
   NVIDIA(英伟达)公司专业产品总经理Jeff Brown表示:“为了能在全球市场占得一席之地,中国AutoCAD专业人士需要最大限度 地提升其总体生产率。 Quadro VX 200由NVIDIA(英伟达)设计、制造和测试,可随时随地实现超凡的性能以及杰出的图像质量,从而为用户带来终极体验。”
   实际上,Quadro VX200可以看作是缩水版的FX3700,在流处理器数量上从112个缩减到了96个,不过价格方面,Quadro VX200就非常平易近人了,零售价格只要2399元,完全是针对大陆市场的消费水平定价的,这 个价格几乎和FX1700的价格相等,也就是说,在中国,你可以用FX1700的价格购买到 接近FX3700的性能,性价比非常突出。
详解Quadro与Geforce显卡之不同点(一)
   通过前一页的规格介绍,我们可以发现这款显 卡与Geforce消费级显卡的9800GT产品有很大的相似点,同样采用G92核心,同样采用 P393的NVIDI公版B,连散热器都采用的是同一种型号,仅仅频率方面和流处理器数 量上有点区别,9800GT拥有112个流处理器,而VX200拥有96个流处理器。实际上我们 可以看出这款Quadro VX200就是9800GT的专业版本。
   不过,很多人包括很多老鸟都不太了解, Quadro系列专业显卡与Geforce系列游戏显卡到底有什么区别,下面笔者就来简单的 说一下这个问题,我们就拿Quadro和Geforce来说吧:
区别1:点线硬件抗锯齿功能
   在CAD软件中,模型一般是以精确的数学方程进行描述,在显示的时候则转换成相应的几何数据送入GPU进行显示的处理。线框模式是CAD的设计者经常使用的一种显示模式,因为采用线框模式进行显示可以对特定的或者线进行准确地选操作择并且设计者也容易看清整个模型的结构。显示器显示图形时必须以像素形式。因此,模型的线框以像素形式近似地显示就会出现精度降低的问题,表现在屏幕上就是线条和曲面、实体的边缘线框不光滑,锯齿现象非常明显 。对于规模庞大且精细的CAD线条图形而言,锯齿对显示效果的影响是很明显的,甚至会看不清具体的结构。Quadro专业显卡对线框的显示具备矢量点线硬件抗锯齿功能,在数据量大幅度增加的情况下,减轻甚至消除了锯齿问题,从而提高了图形的显示质量。
Quadro系列专业显卡与Geforce消费级显卡在点线硬件抗锯齿方面的区别
区别2:OpenGL硬件逻辑操作
   CAD图形设计过程是人机交互的过程,设计人员经常需要对三维图形中特定的点、线、面进行拾取,以执行特定的操作。比较典型的操作过程是:选取操作对象,旋转、局部放大或平移,执行后续操作,这一过程完全是用户和计算机图形的精确交互。被拾取的部分图形必须准确地得到突出显示,如变成不同的颜色或变得具有透视效果,这种图形的交互式逻辑操作需要显卡的硬件支持 ,而这就是Quadro的OpenGL硬件逻辑操作功能,而这一功能需要显卡硬件对OpenGL的完美支持。对于GeForce显卡的用户而言,游戏过程中并不需要精确的图形交互(在 三维图形环境下的直接、频繁交互),因此,这种矢量图形的硬件逻辑操作也是 GeForce显卡所不提供的。没有硬件逻辑操作功能的GeForce显卡在CAD软件下,将此部分操作转交给了软件系统,增加了系统的负担。
区别3:重叠图形处理
   正如上文所讲,CAD图形交互过程中,用户需要不断与软件系统对话,将设计参数、功能参数等数据提供给计算机,计算机也要将处理结果反馈给用户,因此,在三维图形界面下必须不断弹出交互窗口,这些窗口往往与三维模型的场景重叠。你是否想过:重叠部分的三维模型不用显示,这部分数据如何处理?当用户移走上层窗口,被遮挡部分的模型能否及时地复现在显示屏上?新近被遮挡的模型能否及时地被移过来的窗口所覆盖?这些问题是计算机交互式图形处理 系统所必须考虑到的,而Quadro通过硬件桢缓存的形式智能地执行这些操作,被遮挡 的像素数据将进入硬件缓存,当窗口移走,再从缓存中回读像素数据,复现在屏幕上 。
   Quadro支持的硬件桢缓存和像素回读功能非常 强大,对于CAD软件中的重叠图形处理非常有效,而GeForce对此的支持则非常有限, 要通过软件系统进行额外的运算来完成。很多GeForce用户有这样的感受,在CAD软件下当弹出窗口较多时,系统的反应开始迟钝,一些窗口移动后,被遮挡的模型不能及时地复现,需要等待一段时间;弹出菜单本该遮挡下面的图形,但是正相反,下面的图形遮挡了菜单……这些都是GeForce这样的娱乐显卡不能很好的处理重叠图形问题 所造成的。
详解Quadro与Geforce显卡之不同点(二)
区别4:硬件加速的图形剖切
   三维设计软件的好处之一就是直观和产品结构 的可见性好,对于结构复杂的三维实体我们经常需要进行剖切操作,以“窥视”产品的内部结构或部件之间的连接关系,而且剖面也是工程图形语言中必不可少的表述方式之一。Quadro的硬件架构能对剖切操作进行加速,提高操作效率,改善应用体验。越是复杂的模型这种硬件加速就越能体现其优势,让操作者体会“庖丁解牛”的快感 。而三维游戏基本是用不上剖切操作的,用户在三维游戏中看到栩栩如生的“魔兽”,只会感到紧张和刺激,却绝不会关心“魔兽”的内部结构,因此,面向消费娱乐群 体的GeForce就没必要去支持硬件级别的图形剖切加速。
区别5:动态显存管理和UMA
   针对专业图形的Quadro显卡具备更为科学的显存管理机制,当进行大型CAD图形设计时,显卡会智能地分配管理显存,首先保证CAD 软件需要,首先保证当前模型、当前视图的需要,以保证正在进行的工作流畅运行。 而GeForce用户基本不涉及这个问题,因此也不提供类似的显存管理功能。其结果是 ,使用GeForce运行大型三维图形设计时,256MB显存的实际效果与同样Quadro系列采 用256MB显存的效果相差巨大,且同时运行多个模型时GeForce的运行效率大幅度降低 。而且,Quadro支持UMA(统一显存构架)技术,将祯、材质和矢量数据统一存放在 显存中,并根据应用需要动态调整资源,提高了数据传输和显存利用的效率,对进行 复杂外观、场景设计的CAD和C用户而言,UMA所带来的效果非常明显。
区别6:双面光源处理
   在计算机中显示三维模型需要通过三角形或多边性的面片,这些面片组成了多姿多彩的三维世界。而为了得到真实感的三维模型,必须考虑光源问题,必须通过计算机模拟自然界光源的反射、散射等效果。Quadro支持双面光源处理,保证了当CAD用户旋转不封闭曲面,或剖切封闭的空间时,三维模型的另一面或内表面同 样得到很好的光源处理,从而得到内外兼具真实感的完整三维模型。GeForce用户并不需要双面光源处理,因为在游戏场景中的三维物体仅仅需要处理对外显示的面,而物体的内侧不需要显示,因而不需要额外花费资源进行处理。这是三维CAD和三维游戏的需求明显不同,因此,Quadro和GeForce在处理这一问题时所采用的方式也明显不同。
区别7:专业软件认证和优化
   为了保证在各种CAD/C专业软件中获得最佳表 现,Quadro全系列显卡都额外进行一项工作:专业软件认证。NVIDIA和大量的专业软件厂商合作,包括Autodesk、PTC、DASSAULT SYSTEMES、Solidworks、Simense PLM 等主流厂商,在Quadro FX的设计、检测阶段保证其在专业软件中的良好、稳定表现 。在Quadro显卡的驱动程序中,专门针对不同的专业应用进行了优化调整,用户选择 相应的优化方案后效能可以得到不同程度的改善。而这些工作是不会在GeForce显卡系列上进行的,理由很简单,成本会大幅度提升,而游戏娱乐用户也不需要。
AutoCAD推荐你使用通过认证的显卡
区别8:寿命周期和技术支持
   工作站计算机产品的更新周期不低于18个月, 而家用娱乐计算机产品的更新周期不会超过12个月。换句话说:一片Quadro显卡在用户那里即使连续服役超过1年半,也能应付专业工作的需要;一片GeForce显卡如果到 了一年还不下岗,用户恐怕无法享受市面上新的游戏了。两者寿命周期的不同也导致了服务期限的不同,Quadro的客户服务长达3年之久,而服务范畴除了硬件方面的问 题外,还包括专业软件和硬件平台之间的兼容性问题。GeForce显卡的服务大多不超过6个月,有些厂商也宣称三年,但使用超过1年的GeForce显卡谁还会关心服务呢? 直接购买新上市的产品显然更划算。
   造成技术支持和品质差异的另一个直接原因是 Quadro和GeForce的制造和销售模式完全不同。市场上所有的Quadro都是NVIDIA原厂 设计和制造的,销售商仅仅是贴牌,因此可以说所有Quadro显卡均保持了稳定的品质和一致的服务。而GeForce则不同,NVIDIA仅提供GPU和公板设计,其制造、销售乃至服务完全由各个显卡厂商自行负责,因此,GeForce显卡的品质完全取决于显卡制造 商的质量控制和制造工艺水平,而长期的服务也不是普通显卡制造商有能力提供的。 因此,希望获得稳定品质和持续支持的专业图形用户自然会选择Quadro系列专业显卡 。
测试软件、硬件平台及测试项目介绍
   看完前面两页的内容,相信大家已经基本了解 了Quadro系列专业显卡与Geforce游戏显卡的区别了,现在回归到我们今天要讨论的 主题“Quadro VX200”上来!
   前面我们说到,新推出的这款Quadro VX200显 卡主要是面向中国的AutoCAD、3DsMAX用户,NVIDIA官方声称其在专业软件中的性能 可达Geforce游戏显卡的20倍,到底是不是真的有这么神奇呢?这就是我们今天要测 试的主要内容。首先,笔者来简单的介绍一下本次测试所使用到的测试平台与相关软 件。
● 测试平台:
   为了保证系统不会成为瓶颈,本次测试我们采 用了顶级的4核心QX9770 CPU搭配GDDR3内存,操作系统采用的是Window XP,Quadro VX200的驱动程序采用的是专用的Quadro系列显卡驱动178.46搭配NVIDIA专门为 AutoCAD、3dsMAX开发的PowerDraft驱动包;而Geforce显卡的驱动程序则采用当今最 新的180.48 WHQL版本。
   为了考究显卡的专业性能,我们本次所测试的 工具不是我们常见的3DMark、Crysis等游戏,而是大名鼎鼎的设计软件AutoCAD,关 于这款软件,相信大家都非常了解,笔者就不做过多介绍。本次测试所采用的版本为 AutoCAD 2008。
   我们本次主要是对5个项目进行测试,包括3D隐 藏视觉模式的性能、概念视觉模式的性能、模型即时缩放性能、平滑线效果比较 、 以及平滑线效率比较。为了让测试更加生动,我们这次拍摄了多段测试视频,大家可 以非常直观的看出Geforce消费级显卡与Quadro专业显卡在AutoCAD软件上的区别。
Quadro/Geforce 3D隐藏模式性能对比
   3D Hidden模式是设计人员非常常用的一种模式 ,在这种模式下进行测试非常具有代表性。下面我们直接来看Quadro VX200和9800GT 在执行性能上的差距!
   可以看出,采用Quadro VX200的平台在短短的3秒钟就完成 了任务,而采用9800GT的平台花费了70多秒的时间,由此可以看出其性能差距非常巨 大。我们来看看具体的成绩:
   柱状表对Quadro VX200和9800GT在专业软件中 的性能描述的非常清楚,根据我们的测试,Quadro VX200在3D Hidden模式下执行任 务时,平均帧率高达230.4,而9800GT只有区区的9.6帧。
Quadro/Geforce 3D概念模式性能对比
   下面我们再接着看在3D Conceptual测试中的性能表现,同 样两款显卡进行实况视频拍摄对比。
   差距同样非常明显,这次Quadro VX200花了9秒多时间完成 了测试,而9800GT花费了75秒的时间完成了测试。
&& 帧率的差距也是巨大的,从测试的结果来看,Quadro VX200在3D概 念测试下的平均帧率为72.2FPS,而9800GT只有9.6FPS,性能差距高达8倍!
3D模型实时(RealTime)缩放效果对比
   不仅仅是在图形渲染,在3D设计的时候,哪怕仅仅是一个简 单的缩放操作,专业绘图卡与娱乐级显卡的差距都是巨大的,请看视频:
   从视频中可以看出,使用Quadro VX200进行实时缩放操作时 ,整个操作都十分流畅,一点也没有停顿的现象,真正的实现了RealTime Zoom,而 采用9800GT的平台,由于专业性能太弱,每一次缩放操作,都会自动适应降级到线框 模式,以优先保证速度。即便如此,在进行缩放操作的时候也感到非常“卡”。
平滑线(点线抗锯齿)效果对比测试
● 平滑线(点线抗锯齿)效果对比测试
   前面三个项目我们都测试的是性能,也就是说从效率方面来进行比较的,那么专业卡是不是除了快,就没有别的优势了呢?当然不是,甚至即使是线框模式显示的图像,都可以进行抗锯齿处理,我们看看下面的截图:
   这一张图是使用Quadro VX200生成的图片,大家可以看出当一颗小小的螺丝放大到无数倍之后,使用Quadro显卡的平台仍然可以保持它应有的精度,图像丝毫不会有毛边、锯齿一类的现象。
   而下面这一张图就来自使用9800GT显卡渲染出的图像,可以很明显的看出,图像放大到这个倍数之后,已经开始出现了非常严重的毛边、锯齿等,大家可以点击图像进行放大查看,就可以看到十分明显的区别。
平滑线(点线抗锯齿)性能对比测试
   上一页我们是测试了平滑线(Smooth Line)的效果对比,差距非常大,我们还继续来看看当两套系统都开启(Smooth Line)之后,在执行效率上有多大的差距。
   视频中的表现相信已经让各位知道答案了!确实,Quadro VX200再一次取胜,而且差距拉的更大。搭配Quadro VX200的平台,很快就完成了任务,而搭配9800GT的平台,在开启Smooth line之后,就慢的根本无法忍受,笔者为了保证视频体积,只能在拍摄到第六秒的时候放弃拍摄。
   最后的统计结果是,搭配9800GT的平台,一共用了210秒才完成测试,而搭配Quadro VX200的平台,只用了15.5秒。可见,Smooth line虽然对显卡的要求非常高,但仍然难不住Quadro VX200专业绘图显卡。
测试总结以及NVIDIA中国本地化策略
   所有的测试都证明了一个事实,那就是专门为设计人员推出的Quadro系列专业显卡,确实在性能上是远远胜于游戏显卡的。专业绘图卡与游戏显卡有不一样的硬件设计理念、不一样的驱动程序,所以在应用程序中,也有不同的表现效果。
   一直以来,NVIDIA的Quadro系列专业显卡都非常注重欧美市场,大陆市场真正使用专业卡的用户并不是太多。而现在大陆的市场已经非常成熟,NVIDIA这次专门面向中国市场推出物美价廉的Quadro VX200专业绘图显卡,在给用户带来卓越性能的同时,还让用户享受到价格的低廉,对于用户来说确实是一件好事,对于NVIDIA来说,也能让显卡卖的更好。
   在2008年内,几乎所有的CAD/CAM软件都进行了版本升级,很多CAD/CAM软件的新版本更注重模型的实时显示效果,并将加强了场景、灯光和材质等渲染功能,目的是方便工业造型设计用户。而这一切都更加需要好的专业绘图显卡,Quadro VX200的实时推出,不仅可以吸引无数的新客户,也可以让一些有升级欲望的老客户马上出手,NV的本地化策略相信已经策划很久了。
   当今,无数IT公司都在国内实行本地化策略,全球搜索引擎巨头Google推出大量的中文产品、微软在中国叫卖199元的正版Office等都取得了非常好的效果,作为顶尖的图形技术公司NVIDIA,在这方面走在了其他硬件公司前面,不仅仅证明他们对中国市场的认可,也从另一个方面证明了NVIDIA渠道策略上的转变。
专业显卡核心:Quadro VX200 显存类型:GDDR3 显存容量:512MB 显存位宽:256bit 显存带宽:51.2GB/sec 最大功耗:75W DirectX:10
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● 区别一:矢量点线硬件抗锯齿功能
在CAD软件中,精确的线条图不是以像素数据的形式存在,而是以矢量数据定义的形式存在,如此才能保证图形计算的精确性模型一般是以精确的数学方程进行描述,在显示的时候则转换成相应的几何数据送入GPU进行显示的处理。线框模式是CAD的设计者经常使用的一种显示模式。
● 区别二:OpenGL硬件逻辑操作
CAD图形设计过程是人机交互的过程,设计人员经常需要对三维图形中特定的点、线、面进行拾取,以执行特定的操作。比较典型的操作过程是:选取操作对象,旋转、局部放大或平移,执行后续操作,这一过程完全是用户和计算机图形的精确交互。被拾取的部分图形必须准确地得到突出显示,如变成不同的颜色或变得具有透视效果,这种图形的交互式逻辑操作需要显卡的硬件支持,而这就是Quadro
FX的OpenGL硬件逻辑操作功能,而这一功能需要显卡硬件对OpenGL的完美支持。对于GeForce显卡的用户而言,游戏过程中并不需要精确的图形交互(在三维图形环境下的直接、频繁交互),因此,这种矢量图形的硬件逻辑操作也是GeForce显卡所不提供的。没有硬件逻辑操作功能的GeForce显卡在CAD软件下,将此部分操作转交给了软件系统,增加了系统的负担。
【上图】NVIDIA QUADRO系列专业显卡
● 区别三:重叠图形处理
正如上文所讲,CAD图形交互过程中,用户需要不断与软件系统对话,将设计参数、功能参数等数据提供给计算机,计算机也要将处理结果反馈给用户,因此,在三维图形界面下必须不断弹出交互窗口,这些窗口往往与三维模型的场景重叠。你是否想过:重叠部分的三维模型不用显示,这部分数据如何处理?当用户移走上层窗口,被遮挡部分的模型能否及时地复现在显示屏上?新近被遮挡的模型能否及时地被移过来的窗口所覆盖?这些问题是计算机交互式图形处理系统所必须考虑到的,而Quadro
FX通过硬件桢缓存的形式地执行这些操作,被遮挡的像素数据将进入硬件缓存,当窗口移走,再从缓存中回读像素数据,复现在屏幕上。Quadro
FX支持的硬件桢缓存和像素回读功能非常强大,对于CAD软件中的重叠图形处理非常有效,而GeForce对此的支持则非常有限,要通过软件系统进行额外的运算来完成。很多GeForce用户有这样的感受,在CAD软件下当弹出窗口较多时,系统的反应开始迟钝,一些窗口移动后,被遮挡的模型不能及时地复现,需要等待一段时间;弹出菜单本该遮挡下面的图形,但是正相反,下面的图形遮挡了菜单&&这些都是GeForce这样的娱乐显卡不能很好的处理重叠图形问题所造成的。
● 区别四:硬件加速的图形剖切
三维设计软件的好处之一就是直观和产品结构的可见性好,对于结构复杂的三维实体我们经常需要进行剖切操作,以&窥视&产品的内部结构或部件之间的连接关系,而且剖面也是工程图形语言中必不可少的表述方式之一。Quadro
FX的硬件架构能对剖切操作进行加速,提高操作效率,改善应用体验。越是复杂的模型这种硬件加速就越能体现其优势,让操作者体会&庖丁解牛&的快感。而三维游戏基本是用不上剖切操作的,用户在三维游戏中看到栩栩如生的&&,只会感到紧张和刺激,却绝不会关心&魔兽&的内部结构,因此,面向消费娱乐群体的GeForce就没必要去支持硬件级别的图形剖切加速。
● 区别五:动态显存管理和UMA
针对专业图形的Quadro
FX显卡具备更为科学的显存管理机制,当进行大型CAD图形设计时,显卡会智能地分配管理显存,首先保证CAD软件需要,首先保证当前模型、当前视图的需要,以保证正在进行的工作流畅运行。而GeForce用户基本不涉及这个问题,因此也不提供类似的显存管理功能。其结果是,使用GeForce运行大型三维图形设计时,256MB显存的实际效果与同样Quadro
FX 256MB显存的效果相差巨大,且同时运行多个模型时GeForce的运行效率大幅度降低。而且,Quadro
FX支持UMA(统一显存构架)技术,将祯、材质和矢量数据统一存放在显存中,并根据应用需要动态调整资源,提高了数据传输和显存利用的效率,对进行复杂外观、场景设计的CAD和DCC用户而言,UMA所带来的效果非常明显。
● 区别六:专业软件认证和优化
为了保证在各种CAD/DCC专业软件中获得最佳表现,Quadro
FX全系列显卡都额外进行一项工作:专业软件认证。NVIDIA和大量的专业软件厂商合作,包括Autodesk、PTC、DASSAULT
SYSTEMES、Solidworks、Simense PLM等主流厂商,在Quadro
FX的设计、检测阶段保证其在专业软件中的良好、稳定表现。在Quadro
FX显卡的驱动程序中,专门针对不同的专业应用进行了优化调整,用户选择相应的优化方案后效能可以得到不同程度的改善。而这些工作是不会在GeForce显卡系列上进行的,理由很简单,成本会大幅度提升,而游戏娱乐用户也不需要。
● 区别七:寿命周期和技术支持
工作站计算机产品的更新周期不低于18个月,而家用娱乐计算机产品的更新周期不会超过12个月。换句话说:一片Quadro
FX显卡在用户那里即使连续服役超过1年半,也能应付专业工作的需要;一片GeForce显卡如果到了一年还不下岗,用户恐怕无法享受市面上新的游戏了。两者寿命周期的不同也导致了服务期限的不同,Quadro
FX的客户服务长达3年之久,而服务范畴除了硬件方面的问题外,还包括专业软件和硬件平台之间的兼容性问题。GeForce显卡的服务大多不超过6个月,有些厂商也宣称三年,但使用超过1年的GeForce显卡谁还会关心服务呢?直接购买新上市的产品显然更划算。
图形工作站与普通电脑有什么区别
关于电脑的真正用途相信大多数读者朋友都清楚,游戏和娱乐只是一个附属功能,提升商务应用的工作质量和效率才是电脑诞生之初的根本用意。而工作站和PC机有什么区别,普通游戏显卡和专业显卡有什么区别?
工作站的特点就是对用户的特殊应用需求而做特殊的硬件优化。如传统的图形工作站能为给它分配的任务如数据压缩、图形制作、模型分析等提供最好的性能。它很多时候都是针对与通用的操作系统不同的私人操作系统和专业软件而设计的PC机的典型工作是能运行流行的商业软件和其他一些简单应用。虽然高端PC机也能运行一些工作站的应用软件,但它们并不具有大多数工作站应用所需的硬件优化。尤其是运行一些专业应用软件,会显得力不从心。
工作站采用的配置有时与服务器相同,如高端工作站的CPU可能用双路XEON,硬盘可能用SCSI接口硬盘和热插拔技术,电源可能用冗余等。而PC机不会用这些配置。同时工作站一般采用专业显卡如NIVIDA的QUADRO系列显卡和ATI的FIREGL系列显卡。
专业工作站为什么都采用双路双核处理器呢?双核处理器背后的概念蕴涵着什么意义呢?简而言之,双核处理器即是基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心。换句话说,将两个物理处理器核心整合入一个核中。
企业IT管理者们也一直坚持寻求增进性能而不用提高实际硬件覆盖区的方法。多核处理器解决方案针对这些需求,提供更强的性能而不需要增大能量或实际空间。双核心处理器技术的引入是提高处理器性能的有效方法。因为处理器实际性能是处理器在每个时钟周期内所能处理器指令数的总量,因此增加一个内核,处理器每个时钟周期内可执行的单元数将增加一倍。在这里我们必须强调一点的是,如果你想让系统达到最大性能,你必须充分利用两个内核中的所有可执行单元:即让所有执行单元都有活可干!
多核处理器标志着计算技术的一次重大飞跃,这一重要进步发生之际,正是企业和消费者面对飞速增长的数字资料和互联网的全球化趋势,开始要求处理器提供更多便利和优势之时。多核处理器,较之当前的单核处理器,能带来更多的性能和生产力优势,因而最终将成为一种广泛普及的计算模式。多核处理器还将在推动PC安全性和虚拟技术方面起到关键作用,虚拟技术的发展能够提供更好的保护、更高的资源使用率和更可观的商业计算市场价值。在单一处理器上安置两个或更多强大的计算核心的创举开拓了一个全新的充满可能性的世界。多核心处理器可以为战胜今天的处理器设计挑战提供一种立竿见影、经济有效的技术――降低随着单核心处理器的频率(即&时钟速度&)的不断上升而增高的热量和功耗。多核心处理器有助于为将来更加先进的软件提供卓越的性能。现有的操作系统(例如MS
Windows、Linux和Solaris)都能够受益于多核心处理器。
专业工作站的性能需求进一步提升时,双路或多路多核心处理器可以为合理地提高性能提供一个理想的平台。因此,下一代软件应用程序将会利用双路多核处理器进行开发。无论这些应用是否能帮助专业动画制作公司更快更节省地生产出更逼真的电影,显然PC机在这方面是无能为力的,使用双路或多路多核处理器的硬件所具有的高端性能都将永远地改变这个计算世界。
专业图形卡与普通PC游戏卡的区别基于专业图形卡为平台,成为处理图形、图像及影视合成的利器在图形处理器的硬件设计中采用不同的理念。游戏卡目前虽然可以很好的支持OpenGL和Direct3D接口的游戏,但它们更多地专注于游戏中需要的那些功能。为节约成本而设计,至于那些在游戏中明显不会用到的如:线框模式的抗混淆(反锯齿)、双面光照、3D动态剖切等功能,一般是不会在硬件中予以支持的。而专业图形卡则不然。与游戏总是在运行在全屏幕,只用于表现完全渲染好的场景不同的是,专业应用软件中往往更多的时间是在显示模型正在创建和编辑中的状态,因此线框模式、阴影模式下的性能也是至关重要的,各种专业软件所涉及到的功能都应该在硬件上予以支持。
从性能上来说,游戏运行需要足够快的速度,而且游戏的场景往往不太复杂,因此游戏的性能瓶颈大多出现在像素或者纹理的处理速度上。专业应用中,像高级场景渲染、CAD/CAM、影视三维动画等应用领域,往往会遇上非常大的模型和许多光源,因此图形系统的几何与光线处理能力是至关重要的。这两者的区别造成游戏卡与专业卡在硬件设计上各有侧重。
对于游戏卡来说,在驱动程序中只需要对游戏中用到的部分OpenGL函数能够提供良好的支持就可以了,而专业图形卡由于面向范围广泛的专业应用软件,因此它必须要能够对所有的OpenGL函数都予以支持。正是这些原因,可能出现的现象就是:在游戏中性能很好的游戏卡在运行专业软件时经常会出现性能剧烈的下降。在应用软件的兼容性方面有许多重大的区别。
首先,专业卡的驱动程序完全针对OpenGL进行优化,同时针对各个不同应用程序的特别之处采用专门的解决办法。如在驱动程序里面提供各种主要软件的优化设置选项,为某些软件提供专门的驱动程序(如有些专业卡附带的增值驱动等)。而游戏卡在这方面没有采取任何措施,因此采用游戏卡来运行专业软件的时候经常会出现各种各样奇怪的兼容性问题,如:显示错乱、性能突然下降以至于死机等问题。
专业软件对于特效的要求很高,要能够支持非常多的特效,这不是普通游戏卡所能满足的。专业卡不光是针对专业软件进行优化,而且还能更好的配合多CPU系统的工作,游戏卡配合多CPU工作一般效率不高。
专业卡的多边形生成率等指标比普通游戏卡要求高,高档的专业显卡可能有多个显示处理芯片用以提高性能,同时为了处理更大的材质和在更高分辨率下工作,通常配备更多的显存。这也是造就它价格非常高的原因。
图形工作站和PC的区别
随着PC硬件的飞速发展,目前桌面PC的性能越来越强。在CAD(计算机辅助设计)/CAM(计算机辅助制造)/DCC(数字内容创作)等设计领域,使用高端PC代替专业图形工作站来进行设计的情况并不少见。虽然PC可以应付一般的设计应用,但是常会遇到系统运行缓慢,三维图形显示错误或者系统资源耗尽等多种问题。这时候如果换用一款专业的图形工作站,就可以最大可能的避免这些问题,使工作效率大大提高,节省创作中需要耗费的时间。&工欲善其事,必先利其器&,有了合适的工具,才能使创作灵感无限释放。那么工作站为什么可以达到这种效果呢?下面来看一下工作站和PC的几点主要区别:
1、CPU处理性能要求不同:三维图像处理过程由创建三维模型及执行几何运算开始。一个完整的三维图像处理过程可分为物理运算、几何转换、剪切及光效、三角形设定和像素渲染四个阶段,其中需要进行大量的浮点运算(包括物理实体、几何转换、剪切、光效,以及三角形设定)和整数运算(包括三角形设定和像素渲染)。3D图形最终的渲染是由CPU完成的,这就需要CPU具有强劲的运算能力。如果建立一个大型的3D模型,单颗处理器的运算能力无法完成,这就需要双路甚至多路处理器的支持。而桌面处理器只支持单颗工作,在一般的图形制作中还可以胜任,在大型3D模型的建立中就有些不堪重负了。所以在工作站中应用的处理器一般是支持双路或者多路工作的服务器处理器,比如英特尔的至强处理器、AMD的皓龙处理器等。
2、芯片组平台不同:在计算机系统中,处理器的性能并不能决定一切。主板芯片组的性能同样决定着整个系统的性能。在上文中提到,工作站一般采用性能更为强劲的服务器处理器,而要充分发挥处理器的性能,需要适当的芯片组作为搭配。应用于工作站领域的芯片组一般支持双路处理器,相对于普通PC主板芯片组具有更高的前端总线,支持更大容量的内存并且支持多通道内存技术,这样可以提供更大数据吞吐量。同时,芯片组的性能也关系着专业图形的能力。
3、内存技术和容量不同:由于工作站需要长时间工作,对于系统的稳定性要求非常高。而内存如果出现错误,产生的后果是非常严重的。所以在工作站上一般应用了ECC技术,ECC被称作错误检测和纠正,可以检测1位或者4位数据错误,并且进行纠正。这样能有效避免随机出现的内存软错误,保证系统的高度稳定性。除了ECC技术之外,现在工作站内存也应用了全缓冲技术,可以串行的进行数据传输,提高了数据传输速度,并且显著提高了数据传输带宽。而桌面PC系统是不应用ECC技术和全缓冲内存技术的。在内存容量支持上来说,工作站可以支持比PC大的多的内存,比如HP去年年底发布的HP
xw8600工作站,最大内存可以支持32GB。
4、存储系统不同:目前普通PC上应用的硬盘接口一般为IDE或者SATA接口,硬盘转速一般为7200转;而工作站上更多的采用SCSI或者SAS接口硬盘,转速一般可以达到10000转或者15000转,并且可以组建磁盘阵列如RAID0/1模式。这样来看磁盘系统性能的优势相对于PC是非常明显的,可以提供非常高的数据存取速度,并且可以实现数据的冗余容错。随着硬件的快速发展,计算机系统中处理器、内存的速度得到了大幅的提升,最终系统的瓶颈就落在了存储系统上,工作站上高速存储接口的应用和磁盘转速的提升,对工作站整体性能的提升是不言而喻的。
5、显示系统不同:作为主要承担图形处理任务的图形工作站,显示系统至关重要。在工作站上安装的专业显卡和民用的普通显卡具有很大区别。首先,专业显卡与普通显卡的侧重点不同。普通显卡的主要目的是很好地运行各种OpenGL和Direct3D游戏,在全屏幕下表现渲染好的三维图形,其主要追求游戏运行的流畅度,而不是精度和模型的复杂度。专业显卡的主要目的是高精度地显示各种复杂的、大规模的三维模型,而且需要显示复杂的线框模型,在一些DCC和CAD/CAM应用中,几何和光线处理的要求也很高。不同的功能侧重使得专业显卡和普通显卡的硬件设计完全不同。其次,普通显卡的驱动程序虽然也支持OpenGL,但其仅支持游戏软件常用的OpenGL子集。专业显卡由于需要运行专业应用软件,因此它必须支持OpenGL全集。这种差别使得许多高档普通显卡在运行专业软件时性能并不高。
6、操作系统不同:在普通PC应用中,为了追求更为广泛的软件兼容性,即使硬件平台为64位,用户也一般会安装32位操作系统。而在工作站应用领域则不同,工作站需要更大的内存,而32位系统能够识别的内存容量仅为3GB左右。而64位操作系统可以支持128GB的内存,并且64位操作系统可以同时处理更多的数据,允许工程师创建更大、更复杂的模型,同样,通过
64 位计算,数字内容创作者(包括三维动画设计人员、数字艺术家和游戏开发人员)可以大大减少以数字方式呈现三维模型所用的时间。
7、软件驱动支持不同:对于图形工作站来说,其驱动一般经过独立软件设计商ISV的认证,使显卡等硬件可以更稳定更流畅的运行专业应用软件。并且,工作站整体硬件经过测试,可以完全兼容CAD/CAM/DCC等设计软件,比如HP给出了其工作站完全兼容的软件列表,能够保证这些软件稳定的运行。
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