Koncepcja renderowania modelu trójwymiarowego (3D) implikuje jego obliczenia i wizualizację w przestrzeni wirtualnej. Takie obliczenie wiąże się z wyświetlaniem cieni i kolorów obiektu, fakturą jego powierzchni, przestrzeganiem kształtów i wymiarów. Aby wyświetlić model na ekranie, specjalny program musi połączyć wszystkie dane wprowadzone przez użytkownika z uwzględnieniem kąta kamery i wykonać zdjęcie. Połączenie tych procesów, zwane renderowaniem, jest niezwykle wymagające dla systemu komputerowego. Tradycyjnie wszystko to odbywało się za pośrednictwem centralnego procesora, ale dziś specjalne programy (edytory graficzne) „przenoszą” część obliczeń na kartę graficzną. Ta metoda znacznie odciąża system jako całość i jest szybsza.

Zawartość
Na procesorze graficznym karty graficznej obliczenia są znacznie szybsze, ponieważ jest to ich główny cel. Na przykład karta graficzna za 400 USD wyrenderuje scenę szybciej niż potężny 22-rdzeniowy procesor o wartości 3500 USD.
Nowoczesne karty graficzne renderujące mają następujące zalety:
Wady obejmują:
Jeśli pamięć RAM systemu jako całości można zwiększyć do określonego rozmiaru, ta metoda nie jest odpowiednia dla karty graficznej. Ile chipów jest lutowanych fabrycznie, tyle pamięci wideo zawsze będzie na karcie - tej pamięci nie można zmniejszyć ani zwiększyć. Pamięć wideo jest oczywiście szybsza niż pamięć RAM, ponieważ. nie zajmowane przez wiele procesów stron trzecich. Nie da się jednak zarządzać tylko dużą ilością pamięci na karetce, szybkość przetwarzania będzie również zależeć od mocy zainstalowanego na niej procesora graficznego.
Kilka kart wideo może być również używanych bez skalowalnego interfejsu (tryb działania dwóch lub więcej kart wideo w jednym zadaniu). Brak takiego trybu pozwoli na korzystanie z komputera w trybie normalnym przez jedną kartę graficzną, podczas gdy druga (reszta) pracuje nad renderowaniem sceny.
WAŻNY! Jeśli pozwala na to płyta główna, można do niej podłączyć do 6-7 kart wideo za pomocą adapterów.
Oczywiście proces edycji wideo jest nieco mniej wymagający na karcie graficznej niż obliczanie modeli trójwymiarowych. Jeśli potrzebujesz edytować niezbyt skomplikowane filmy, wystarczy model od Nvidii z obsługą CUDA. Sprawdzą się dobrze w przypadku większości zadań w edytorze Premiere Pro. Należy zauważyć, że obróbka zdjęć i wideo nie wymaga wydajnego urządzenia wideo, zwłaszcza w technologii QUADRO. Do tych celów odpowiednia jest średnia próbka z trybem śledzenia promieni. Jeśli jednak pracujesz z wideo w trybach 4K/8K, możesz potrzebować droższej wersji.
Ich główną różnicą w stosunku do towarów konsumpcyjnych jest obsługa różnego oprogramowania (SW).Karty z serii AMD FirePro lub Nvidia Quadro zostały specjalnie zaprojektowane pod kątem zwiększonej wydajności podczas pracy ze specjalnymi programami i mają najwyższą gwarantowaną zgodność z edytorami profili wiodących programistów. Między innymi profesjonalne modele są od dawna pilnie wspierane przez programistów, co czyni tę technikę dobrą inwestycją. Warto wspomnieć, że próbki z segmentu profesjonalnego są dokładnie testowane w odpowiednim oprogramowaniu, a poszczególne wersje takiego oprogramowania w ogóle nie będą działać, jeśli nie znajdą specjalnie zaprojektowanego sprzętu, którego potrzebują.
Jednocześnie niektórzy twórcy oprogramowania po prostu odmówią rozwiązania problemów i wsparcia, jeśli dowiedzą się, że ich oprogramowanie działało ze sprzętem, który nie był do tego przeznaczony. Sytuacja ta może stać się trudnością nie do pokonania, jeśli w określonym czasie trzeba będzie wykonać dużą ilość pracy, co będzie oznaczać wyraźną utratę dochodów, tj. utracone zyski biznesowe.
Takie opcje mogą doskonale przejawić się w rozwiązywaniu codziennych problemów lub w aplikacjach do gier. Są w stanie generować dobre wyniki podczas przetwarzania zdjęć lub edycji wideo, a niektóre modele (na przykład RTX 2080Ti) są całkowicie obezwładnione do takiej pracy. Te same modele dadzą dobre wyniki w renderowaniu gier, ale brakuje im funkcji niezbędnych do profesjonalnego modelowania 3D. Odmiany konsumenckie w zasadzie nadają się do gier i przetwarzania wideo lub zdjęć z dobrą szybkością, ale brakuje im niezbędnej ilości pamięci wideo do pracy w wyspecjalizowanych aplikacjach do modelowania 3D.

Rdzenie CUDA to specjalne rdzenie obliczeniowe, które są częścią linii kart graficznych Nvidia. Ta technologia jest ekskluzywna i jest prezentowana tylko w produktach tej firmy. W zasadzie nie jest to element dedykowany tylko do przetwarzania grafiki, ale raczej reprezentuje rodzaj uniwersalnej mocy, którą chip wideo może wykorzystać do przetwarzania różnych zadań w razie potrzeby. Większość nowoczesnego oprogramowania przeznaczonego do pracy z grafiką została już przystosowana do jak najefektywniejszego wykorzystania tych rdzeni, więc im więcej ich jest na chipsecie wideo, tym szybciej będą renderowane modele.
Na przykład najpopularniejsze i najnowocześniejsze algorytmy renderujące, takie jak Redshift i GPU Octane, są generalnie całkowicie zorientowane na CUDA, co oznacza, że będą działać tylko z użyciem odpowiednich kart Nvidii. To właśnie w tych algorytmach oprogramowania wyraźnie widać liniowy wzrost szybkości renderowania w zależności od liczby rdzeni CUDA na karcie graficznej.
WAŻNY! Warto zauważyć, że popularne edytory Premier Pro i After Effects obsługują zarówno karty AMD, jak i Nvidia, ale na tych drugich przetwarzanie jest szybsze.
Dzięki technologii GeForce możesz uzyskać więcej korzyści pod względem ceny i szybkości, ale tylko wtedy, gdy zamierzasz używać karty do gier, edycji wideo lub prostego przetwarzania grafiki. Z tego jasno wynika, że ta technologia jest skierowana na rynek graczy i dlatego w tych kartach graficznych brakuje wielu specjalnych funkcji wymaganych do profesjonalnej pracy graficznej.
Z kolei QUADRO ma wyższy poziom, ale jest bardziej nastawiony na obsługę użytkowników korporacyjnych. Jeśli porównamy tę technologię z poprzednią, wymiana każdej nowej karty graficznej będzie kosztować znaczną kwotę. QUADRO należy stosować, jeśli istnieje 100% zapotrzebowanie na pamięć ECC (pamięć korekcji błędów). Warto zauważyć, że te karty zawsze będą miały w swojej strukturze większą liczbę rdzeni CUDA. W rezultacie karty, o których mowa, będą pasować:
Technologia GeForce będzie preferowana w przypadkach:
Nvidia wprowadziła linię nowych kart ray tracingowych w momencie wprowadzenia architektury Turing. Te karty, w połączeniu z rdzeniami CUDA, mają rdzenie RT i rdzeń tensor, który obsługuje ray tracing.W obliczeniach 3D karta obsługująca śledzenie może znacznie zwiększyć szybkość operacji, zwłaszcza w programach obsługujących tę technologię. Ale śledzenie w żaden sposób nie pomoże w prostej edycji wideo, ponieważ w tym przypadku praca odbywa się wyłącznie z obrazem dwuwymiarowym.
Tensor rdzenia (w konsumenckich kartach graficznych) odpowiada za różne efekty, na przykład za tworzenie próbkowania (próbek) w oparciu o głębokie uczenie sieci neuronowych, za pomocą których AI (sztuczna inteligencja) jest w stanie zmienić/poprawić jakość obrazu.
Kupując kartę graficzną, należy zwrócić uwagę na następujące punkty techniczne:
Ten tajwański produkt wyróżnia się rozmiarami (zajmuje trzy gniazda) i masywnością. Wyposażony od razu w dwa wentylatory, ponieważ wymaga intensywnego chłodzenia. Wymagane będzie również dodatkowe zasilanie, które będzie odbierane z magistrali PCI-E 16x 4.0. Początkowo model nastawiony był na profesjonalne obliczenia, ale dobrze sprawdził się również w dziedzinie gier. Dzięki wystarczającemu komponentowi obliczeniowemu zyskał pewną popularność wśród górników kryptowalut. Blok matematyczny charakteryzuje się 2304 uniwersalnymi procesorami, 144 jednostkami tekstur, 64 jednostkami rasteryzacji. Obsługiwane są DirectX 12 i OpenGL 4.6. Działa na częstotliwości 1610 MHz. Urządzenie obsługuje jednoczesne podłączenie do 4 monitorów. Może zapewnić maksymalną rozdzielczość 7680×4320 dzięki 8 GB pamięci wideo - typ GDDR6, częstotliwość 1,4 GHz z 256-bitową magistralą. Procesor - AMD Radeon RX 5700. Obsługa SLI/CrossFire. Aktywne interfejsy połączeń to trzy DisplayPort 1.4, jeden HDMI 2.0b, obsługiwany jest HDCP. Zalecany koszt to 53 000 rubli.

Ten model jest produkowany w Ameryce Północnej i jest uważany za obiektywnie najlepszy model konsumencki. Producent nie podaje jego gabarytów, ale zajmuje tylko jedno gniazdo. Ma co najmniej jeden wentylator, ale jest aktywny, co wskazuje na mały wskaźnik ogrzewania podczas pracy.Charakteryzuje się dobrą optymalizacją wszystkich procesów funkcjonalnych. Urządzenie obsługuje jednoczesne podłączenie do 4 monitorów. Ustanowione interfejsy - cztery DisplayPort 1.4. Jest wsparcie HDCP. Zestaw zawiera adaptery do innych typów interfejsów, ale profesjonaliści śmiało je krytykują i zalecają wymianę na nowsze. Maksymalna obsługiwana rozdzielczość monitora to 5120×2880. Karta oparta jest na chipie graficznym GP106GL, stworzonym w technologii 16nm. Łączy się z płytą główną przez gniazdo PCI-E 16x 3.0 i nie wymaga dodatkowego zasilania. Ilość zainstalowanej pamięci wideo to 5 GB typu GDDR5 na magistrali 160-bitowej. Obsługuje technologie DirectX 12, OpenGL 4.5, OpenCL 1.2, CUDA 6.1, Vulkan. Konsumenci zgłaszają poprawę wydajności niektórych programów (takich jak SolidWorks). Może się przydać w czynnościach projektowych, ponieważ doskonale wyświetla obraz przedrenderowany (obiekty bez tekstur), dobrze współpracuje z dwuwymiarową grafiką w rozdzielczości 4K. Zalecany koszt to 63 000 rubli.

Karta graficzna obsługuje do dwóch monitorów. Zwykłe interfejsy - dwa DisplayPort, jeden DVI-I, a nawet VESA Stereo. Maksymalna możliwa rozdzielczość monitora to 2560×1600. Karta posiada 2 GB pamięci wideo. Typ pamięci - GDDR5, działa na częstotliwości 3GHz. Magistrala pamięci jest 320-bitowa. Częstotliwość RAMDAC - 400 MHz.Wbudowana pełna obsługa SLI/CrossFire.
Ten model ma 352 jednostki arytmetyczno-logiczne, piątą wersję shaderów, 16x filtrowanie anizotropowe. Ograniczenie stopnia FSAA - 64 razy. Podobnie jak wszystkie nowoczesne karty graficzne, PNY Quadro 5000 ma wbudowaną obsługę OpenGL 4.0 i DirectX 11. Na tle powyższych modeli charakterystyka PNY Quadro 5000 może wyglądać „słabo”, ale znowu w połączeniu z dyskretny akcelerator, model ten jest w stanie wiele, zarówno w zakresie tworzenia najbardziej złożonej wielokątnej grafiki 3D, jak i niezwykle skomplikowanych obliczeń.
Jest zbudowany w oparciu o tytułowy procesor graficzny firmy nVidia o nazwie kodowej GF100 (częstotliwość taktowania - 513 MHz). Wyprodukowany w technologii procesowej 40 nm. Łączy się z gniazdem płyty głównej PCI-E 16x 2.0. Chociaż proces techniczny jest tutaj starszy o generację, w porównaniu z niektórymi sąsiednimi modelami, chip nagrzewa się umiarkowanie - na poziomie 152 watów. Karta potrzebuje dodatkowego zasilania, do tego jest przewidziane złącze 6pin. Zalecany koszt to 120 000 rubli.

Mimo, że urządzenie to charakteryzuje się stosunkowo umiarkowanym poborem mocy, to nadal nie ma wystarczającej mocy, którą otrzymuje z gniazda do pracy.Dlatego do podłączenia dodatkowego prądu posiada dwa gniazda 8-pinowe i 6-pinowe. Zainstalowana ilość pamięci RAM to 16384 MB, typ pamięci to GDDR5 na magistrali 512-bitowej. Pamięć jest "szybka" - działa na częstotliwości 5 GHz. Przepustowość – 320 Gb/s. Sercem tego akceleratora graficznego jest potężny procesor FirePro S9150 o tej samej nazwie, wyprodukowany przez AMD, o kodowej nazwie Hawaii XT. Stworzony w technologii procesowej 28 nm. Zdolny do generowania do 5,07 teraflopów mocy obliczeniowej. Jeśli chodzi o pobór mocy jednego wata, karta graficzna wytwarza 21,6 gigaflopsa i jest to rekordowa wartość w tej klasie. Moduł matematyczny karty graficznej charakteryzuje się 2816 uniwersalnymi procesorami, 176 jednostkami tekstur, 64 jednostkami rasteryzacji i piątą wersją shaderów. Obsługiwane są OpenGL 4.4 i DirectX 12. Zalecany koszt to 118 000 rubli.

Tę mapę można nazwać centrum obliczeń matematycznych. Takie urządzenie należy sparować z kartą graficzną (Tesla działa najlepiej z profesjonalnymi kartami graficznymi z rodziny Quadro), a następnie strumień graficzny przejdzie przez kartę graficzną z wszystkimi oczekiwanymi niesamowitymi efektami pod względem wydajności, szybkości, stabilności . Możesz więc uzyskać „monstrualną”, w najlepszym tego słowa znaczeniu, moc obliczeniową 3-3,5 teraflopów w domu.
Podstawą karty graficznej jest procesor graficzny Tesla K40 o tej samej nazwie o nazwie kodowej GK110B wyprodukowany przez firmę nVidia. Wyprodukowane zgodnie z technologią procesową 28 nm.Działa na częstotliwości 745 MHz. Architektura procesora zawiera 2880 modułów arytmetyczno-logicznych. Akcelerator graficzny obsługuje technologię DirectX 11.2. Posiada 12 GB pamięci RAM GDDR5. Pamięć jest "szybka" - pracuje na częstotliwości 6 GHz, magistrala to 384 bity. Wdrożone wsparcie dla SLI/CrossFire. Oczywiście takie rozwiązania są po prostu bluźniercze w przypadku gier komputerowych. Przeznaczeniem PNY Tesla K40 jest przetwarzanie wysokiej jakości materiału wideo w rozdzielczości 4K lub nawet wyższej, ale w większym stopniu - najbardziej skomplikowanych obliczeń w ramach deep learningu. Do renderowania złożonej grafiki 3D w programach Maya, 3ds Max i podobnych zadaniach, lepiej spojrzeć na inny model. Zalecany koszt to 200 000 rubli.

Procesor zbudowany jest w architekturze Turing, jego nazwa kodowa to TU102. Stworzony przy użyciu super cienkiej technologii procesowej 12 nm. Pracuje przy standardowej częstotliwości zegara 1,44 GHz. Tryb regularnego przyspieszania procesora obsługiwany jest w ramach technologii Boost do 1,77 GHz. Ma zainstalowane 24 GB pamięci RAM. Najbardziej zaawansowanym obecnie typem pamięci jest GDDR6. Magistrala pamięci jest 384-bitowa. Pamięć działa z niespotykaną szybkością 14 GHz i zapewnia przepustowość do 672 GB na sekundę. Taka wygórowana moc wymaga oczywiście dodatkowej mocy. W tym celu sama karta ma dwa gniazda - 6-pinowe i 8-pinowe. Do podłączenia monitorów karta zapewnia 4 interfejsy DisplayPort, a dodatkowo jest port USB Type-C.Przekładając wszystkie te parametry na język bardziej praktyczny, można powiedzieć, że karta graficzna w połączeniu ze wszystkim innym z odpowiednim sprzętem w komputerze jest w stanie zapewnić prędkość teksturowania do 509,8 gigatekseli na sekundę. Fizycznie karta graficzna ma 267 mm długości i jest podłączana do gniazda płyty głównej PCI-E 3.0 x16. Zalecany koszt to 400 000 rubli.

Analiza rynku rozważanych urządzeń wykazała, że jego największym problemem są wyjątkowo wysokie ceny sprzętu. Sytuacja ta rozwinęła się na tle histerii na polu kopania kryptowalut, dlatego nie zawsze można kupić nawet bardzo drogie modele. Niestety ta sytuacja ma tendencję do utrzymywania się.