Тестирование профессиональных графических видеокарт
Конфигурация стенда для тестирования
Энергопотребление видеокарт и температурные максимумы
Видеокарты PNY Quadro FX380 и PNY Quadro FX580
В тестовой лаборатории «КомпьютерПресс» было проведено сравнительное тестирование профессиональных графических адаптеров, ориентированных на работу с 3D-приложениями. Всего в тестировании приняли участие четыре графических адаптера серии NVIDIA Quadro от компании PNY: PNY NVIDIA Quadro FX380 и PNY NVIDIA Quadro FX580, PNY NVIDIA Quadro FX1800 и PNY NVIDIA Quadro FX3800.
В свое время мы отказались от сравнительных тестирований графических станций, поскольку наличие графических станций в модельном ряду большинства российских компаний-производителей является просто рекламой, не подкрепленной реальными изделиями. На практике весьма затруднительно найти на рынке что-то стоящее, а многие пользователи и маркетологи элементарно не имеют представления, чем профессиональная графическая рабочая станция отличается от обычного пользовательского ПК. Со времени проведения последних тестирований графических станций наши тесты заметно устарели, а потому методику тестирования пришлось разрабатывать практически с нуля. Стоит отметить, что основные принципы работы и возможности профессиональных графических адаптеров изменились несильно, а вот их производительность многократно возросла. Практически все новейшие профессиональные графические адаптеры производятся по новым технологическим процессам 45 нм и 55 нм и поддерживают все современные технологии, включая DirectX 10 и OpenGL 3.0.
Напомним, что все видеокарты в нашем тестировании основаны на графических ядрах компании NVIDIA, являющейся лидером в производстве дискретных и интегрированных графических адаптеров. Увы, мы так и не смогли получить ни одного сэмпла от единственного конкурента в лице компании AMD/ATI, да и в широкой продаже эти модели найти достаточно сложно. Рассматриваемые профессиональные видеокарты ориентированы на работу с мощными и ресурсоемкими 3D-приложениями, такими как 3ds Max, Maya, AutoCAD, SolidWorks и др. Стоимость таких приложений довольно высока, и позволить себе их может лишь крупная компания, а не обычные пользователи, если, конечно, они не занимаются графикой профессионально. Соответственно цена видеокарт тоже достаточно высока. К примеру, стоимость профессиональной графической видеокарты начального уровня QUADRO FX380 составляет 183 долл. Однако, справедливости ради стоит отметить, что эта цена оправдана более высокой производительностью в специализированных приложениях, большей надежностью и увеличенным жизненным циклом. По заявлению компании NVIDIA, профессиональные видеокарты отличаются также увеличенным сроком гарантии. Однако, исследование розничной сети показывает, что это не так и гарантийный срок профессиональной видеокарты может быть меньше, чем обычной игровой. К примеру, в компании «НИКС» гарантийный срок на видеокарту PNY QUADRO FX1800 составляет 20 месяцев, а на видеокарту Asus GeForce 8500GT — 30 месяцев. Но в то же время, благодаря более высокой производительности и наличию специализированных драйверов для работы с профессиональными САПР-приложениями и для 3D-графики целесообразнее использовать именно профессиональные видеокарты.
Методика тестирования
Для тестирования профессиональных графических адаптеров мы использовали профессиональные OpenGL-приложения твердотельного моделирования и трехмерной графики:
- SolidWorks Edge 19;
- Autodesk Maya 2009;
- NewTek Lightwave 9.6;
- Autodesk AutoCAD 2009.
Для оценки производительности графических станций при работе с указанными приложениями применялись скрипты, разработанные организацией SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation) — www.spec.org:
- SPECapc_SolidEdgeV19;
- SPECapc_Lightwave96v1.0;
- SPECapc_Maya 6.5_v1.0.
Также мы использовали бенчмарк CADALYST Systems Benchmark 2008 5.1 для приложения Autodesk AutoCAD 2009. Помимо вышеперечисленных приложений мы применяли отдельныe бенчмарки — CINEBENCH R10 и SPEC Viewperf 10.
SPECapc_Lightwave96v1.0
Скрипт SPECapc_Lightwave96v1.0 предназначен для работы с пакетом для моделирования NewTek Lightwave 9.6. В этом скрипте используются различные модели, отличающиеся большим количеством вершин. Тест симулирует типичную работу в этом приложении.
Всего в тесте имеется 11 различных тестов, в которых применяются модели с количеством полигонов от 64 тыс. до 1,75 млн. Это скрипт разработан специально для многопоточных систем и задействует большинство технологий этого графического пакета, таких как трассировка лучей, воспроизведение деформаций, отображение текстур, анимация и воспроизведение OpenGL. Результатом теста является время выполнения всего сценария.
Референсная система, с которой сравниваются результаты этого теста, имеет следующую конфигурацию:
- Dell Precision Workstation 690;
- процессор Xeon 5130, 2.0 ГГц;
- оперативная память 4x1Гбайт DDR2-667;
- графическая карта NVIDIA Quadro FX570;
- операционная система Windows XP SP3.
SPECapc_SolidEdgeV19
Скрипт SPECapc_SolidEdgeV19 предназначен для работы с пакетом для твердотельного моделирования Solid Edge V19. В этом скрипте применяются различные модели твердотельного проектирования, содержащие до 3,8 полигонов и нескольких тысяч отдельных частей. Результаты данного теста приводятся в относительных единицах, для чего используется следующая референсная конфигурация ПК:
- процессор — 2,4 ГГц Intel Xeon, Intel 860 chipset;
- графическая карта — NVIDIA Quadro FX 1000;
- оперативная память — 2GB PC800 RDRAM;
- размер swap-файла — 4096 Mбайт;
- жесткий диск — 40 Гбайт ATA100;
- операционная система — Windows XP Pro SP2.
Таким образом, если результат в скрипте SPECapc_SolidEdgeV19 равен 1,6, то это означает, что в данном тесте графическая станция в 1,6 раза более производительная, чем референсный ПК.
SPECapc_Maya6.5_v1.0
Скрипт SPECapc_Maya6.5_v1 предназначен для работы с пакетом Maya 6.5. Увы, в процессе тестирования был выложен более новый пакет для Autodesk Maya 2009, однако задействовать его не удалось. В используемом нами скрипте применяются четыре различные трехмерные модели и пять различных режимов рендеринга. Тест состоит из 30 подтестов, 27 из которых выполняются по три раза. Для получения итоговых результатов производится сравнение с референсным ПК следующей конфигурации:
- процессор — 2,4 ГГц Intel Xeon, Intel 860 chipset;
- графическая карта — NVIDIA Quadro FX 1000;
- оперативная память — 2 Гбайт PC800 RDRAM;
- размер swap-файла — 4096 Mбайт;
- жесткий диск — 40 Гбайт ATA100;
- операционная система — Windows XP Pro SP2.
CINEBENCH R10
Данный бенчмарк основан на движке выпускаемого компанией Maxon пакета для трехмерного моделирования CINEMA 4D. Тест предназначен для исследования производительности графической и процессорной подсистем компьютера.
SPEC Viewperf 10
Особенность теста заключается в том, что это своего рода сборник из восьми различных профессиональных тестовых пакетов. Тест SPEC Viewperf 10 был специально разработан для вычисления производительности видеоподсистемы компьютера под управлением API OpenGL. Тест включает восемь графических подтестов (Viewset):
- 3ds max (3dsmax-04);
- CATIA (catia-02);
- EnSight (ensight-03);
- Maya (maya-02);
- Pro/ENGINEER (proe-04);
- SolidWorks (sw-02);
- UGS Teamcenter Visualization Mockup (tcvis-01);
- UGS NX (ugnx-01).
Каждый из перечисленных тестов состоит из множества подтестов, а результат по каждому подтесту измеряется в количестве воспроизведенных кадров в секунду (frames/second). Для получения итогового результата каждому подтесту присваивается определенный весовой коэффициент. Итоговый результат определяется как среднегеометрическое с учетом весовых коэффициентов.
Графический тест 3ds max (3dsmax-04) представляет собой тестовый скрипт для пакета 3D Studio Max от компании AutoDesk. В каждой сцене для рендеринга используются две различные модели освещенности. Первая модель подразумевает наличие всего двух источников света, а вторая — от пяти до семи. Кроме того, в различных сценах применяются разные по уровню сложности воспроизведения дисплейные режимы, такие как каркасный режим, окрашивание многоугольников и smooth shaded. Всего же тест 3ds max (3dsmax-04) включает несколько различных подтестов, различающихся режимами рендеринга.
Тест CATIA (catia-02) основан на реальном пакете CATIA от компании Dassault Systemes. Это тест использует модели, содержащие от 1,2 до более чем 2 млн вершин. Кроме того, выполняются проверка работы сглаживания и изменение режима работы модели на лету, включая режим с текстурами и освещением.
Тест EnSight (ensight-03) основан на пакете моделирования EnSight, который представляет собой инструмент мультипликации и визуализации научной информации. Он часто используется в физике, особенно при изучении динамики жидкостей, взаимодействия жидких и твердых веществ и пр. Каждый подтест этого сценария содержит до 3,2 млн вершин, которые применяют режимы моделирования с освещением, оттенением и наложением текстур.
В тесте Maya (maya-02) используется тест из модификации отдельного теста SPEC для программного пакета Maya. Здесь применяется трехмерная модель, включающая большое количество различных структурных компонентов, у самой сложной из которых более 16 млн вершин и наложенных текстур. Этот тест ориентирован на максимальную нагрузку графической подсистемы, даже если это профессиональная карта, специально оптимизированная для такой работы.
Тест Pro/ENGINEER (proe-04) основан на пакете Pro/ENGINEER от компании PTC. Он используется для автоматизированного проектирования механических компонентов. В этом тесте применяются две модели и три режима рендеринга. Данный сценарий содержит модели со сложностью от 485 тыс. до 5,9 млн вершин. Первая модель — это машина, а вторая — копировальное устройство.
Тест SolidWorks (sw-02) — это другая система автоматизированного проектирования от Dassault Systemes, SolidWorks — прямой конкурент Pro/ENGINEER. Этот тест сценария использует пакет Solid Works 2004, моделируя две модели: автомобильный механизм и спортивный автомобиль.
Тест UGS Teamcenter Visualization Mockup (tcvis-01) — это имитация в системе визуализации VisMockup. Данный тест содает сложную модель автомобиля с различными режимами оттенения, содержащими от 5 до 11 млн вершин. Это один из наиболее ресурсоемких тестов в тестовом пакете SPECViewperf 10.
Тест UGS NX (ugnx-01) основан на пакете NX 3, который является универсальным средством для разработки и автоматизированного проектирования, комбинирующим все стадии процесса развития, такие как автоматизированное проектирование, автоматизированная разработка и автоматизированное производство. Этот сценарий SPECViewperf содержит много моделей различной степени сложности, до 30 млн вершин с оттенением и освещением. Данный тест ориентирован на максимальную нагрузку графической подсистемы компьютера.
Стоит отметить, что при тестировании использовался как однопоточный, так и многопоточный тест (четыре потока), который входит в SPECViewperf 10. Однопоточный тест запускался с разрешением 1600x1200, многопоточные тесты шли с более низким разрешением — 640x480 точек.
Конфигурация стенда для тестирования
Для тестирования использовался высокопроизводительный стенд, который с недавнего времени применяется нами для решения многих задач. Стенд предоставляет пользователям максимально возможную на данный момент производительность, которую может дать домашний компьютер. Стенд основан на новейшем процессоре компании Intel с архитектурой Nehalem, наборе системной логики Intel X58. Далее приведены его более подробные характеристики:
- четырехъядерный процессор Intel Core i7 965 Extreme с частотой 3,2 ГГц;
- системная плата — ASUS RAMPAGE II EXTREME;
- чипсет системной платы — Intel X58 Express;
- оперативная память — DDR3-1333 (референсные модули Qimonda);
- объем памяти — 3 Гбайт (три модуля по 1024 Мбайт);
- режим работы памяти — DDR3-1333, трехканальный режим;
- тайминги памяти:
- CAS Latency — 7,
- RAS to CAS Delay — 7,
- Row Precharge — 7,
- Active to Precharge — 20;
- жесткий диск — Western Digital WD3200AAKS SE16;
- монитор Acer P243W с максимальным разрешением 1920x1200 (Full HD);
- операционная система — Windows Vista x86;
- блок питания компании Tagan мощностью 1300 Вт.
При тестировании применялась операционная система Windows Vista Ultimate 32 bit с установленным пакетом обновлений Service Pack 1. Устанавливалась частота строчной развертки монитора 60 Гц, а глубина цвета составляла 32 бит. Монитор подключался к установленной видеокарте через цифровой вход DVI. При тестировании использовался последний на тот момент видеодрайвер для профессиональной серии видеокарт — NVIDIA QUADRO 186.18. Первоначально на тестовый стенд устанавливались все тестовые пакеты и скрипты, после чего проводилось дефрагментирование дисковой подсистемы и станция перезагружалась. Перед первым запуском каждого теста система перезагружалась в течение трех раз в холостую. Кроме того, под каждое конкретное приложение допускалась установка режимов OpenGL Preset, если эта возможность предусмотрена драйвером видеокарты. Между отдельными тестами стенд перезагружался, а дисковая подсистема дефрагментировалась.
Методика сравнения видеокарт
Для того чтобы сравнить видеокарты с помощью полученных нами результатов, мы использовали методику сравнения на основе интегрального показателя. Поскольку в тестировании применялось достаточно большое количество тестов, каждый из которых содержал еще ряд подтестов, необходимо было разработать методику, которая позволила бы учесть все полученные результаты в едином интегральном показателе. Именно этот интегральный показатель производительности графической станции мог бы служить критерием для ее сравнения с другими. Для получения интегрального показателя производительности видеокарты использовалось понятие референсной видеокарты. Результаты всех тестов видеокарт сравнивались с результатами этих же тестов для референсной видеокарты, что позволяло перейти к относительным единицам, определяющим, во сколько раз результат для тестируемой видеокарты отличается от результата для референсной видеокарты. В качестве референсной видеокарты выступала самая младшая модель — PNY Quadro FX380. Прежде всего определялись нормированные результаты для каждого из подтестов каждого теста.
Если результат i-го подтеста графической станции равен Xi, а результат того же подтеста для референсного ПК — (Xref)i и лучший результат соответствует большему значению, то нормированный результат вычисляется по формуле:
Если лучший результат соответствует меньшему значению (например, время выполнения), то нормированный результат рассчитывается по формуле:
Далее с учетом полученных нормированных результатов для каждого теста определялся интегральный результат как среднегеометрическое от всех нормированных результатов.
Общая интегральная оценка вычислялась как среднегеометрическое от всех полученных ранее интегральных показателей каждого теста.
Энергопотребление видеокарт и температурные максимумы
Кроме тестирования видеокарт на производительность, нами был добавлен тест на определение потребляемой графическим адаптером электроэнергии, а также температуры при работе. В наше распоряжение поступил новый аппаратный ваттметр, с помощью которого и стало возможным проводить тестирования такого типа. Стоит отметить, что для тестирования на температурные максимумы и на потребляемую мощность использовался отдельный стенд следующей конфигурации:
- процессор — Intel Core 2 Duo E7200 с частотой 2,6 ГГц;
- системная плата — ASRock G43Twins-FullHD (ICH10);
- чипсет системной платы — Intel G43;
- оперативная память — DDR3-1333 (Corsair Dominator);
- объем памяти — 2 Гбайт (два модуля по 1024 Мбайт);
- режим работы памяти — DDR3-1333, двухканальный режим;
- тайминги памяти:
- CAS Latency — 7,
- RAS to CAS Delay — 7,
- Row Precharge — 7,
- Active to Precharge — 20;
- жесткий диск — Western Digital WD2500JS (объем 250 Гбайт);
- монитор Acer P243W с максимальным разрешением 1920x1200 (Full HD);
- операционная система — Windows Vista x86 Service Pack 1;
- блок питания компании Silencer мощностью 750 Вт и поддерживающий стандарт 80+.
Тестирование эффективности системы теплоотвода видеокарты заключалось в том, чтобы в стрессовом режиме загружать графический процессор и одновременно контролировать его температуру. Для контроля температуры графического процессора мы использовали известную утилиту RiveTuner, которая позволяет регистрировать данные в фоновом режиме, а загрузка графического процессора производилась с помощью FurMark 1.6.5. Следует отметить, что стенд для тестирования располагался на открытом пространстве (на столе), в реальных же условиях, когда ПК монтируется в корпусе, температура графического процессора будет несколько выше, если, конечно, в корпусе не установлены дополнительные вентиляторы охлаждения. Также в некоторых случаях применялись данные, которые предоставляет популярная сейчас утилита GPU-Z последней версии. Нельзя не обратить внимание на тот факт, что поскольку FurMark является OpenGL-тестом, он должен загрузить даже профессиональный графический процессор на полную мощность. Но на практике такое утверждение ничем не подтверждается и, возможно, не соответствует истине.
Поскольку системная плата, используемая в этом стенде, обладает встроенным графическим ядром Intel X4500, интегрированным непосредственно в чипсет, это позволило получить не только пиковую мощность исследуемых видеокарт, но и такой важный показатель, как потребление видеокарты в режиме ожидания. Стоит отметить, что потребление конфигурационного стенда при работе на интегрированном графическом адаптере в режиме ожидания (без нагрузки на видеоподсистему) составляет 50 Вт. Результаты это небольшого исследования показаны в табл. 1.
Результаты тестирования
Результаты тестирования приведены в табл. 2 и показаны в нормированном виде на диаграмме.
Результаты тестирования в нормированном виде
Участники тестирования
Видеокарты PNY Quadro FX380 и PNY Quadro FX580
Две видеокарты в нашем тестировании относятся к низшему ценовому сегменту профессиональных графических карт. По своим характеристикам они очень схожи. Обе они выпущены на рынок недавно и представляют собой решения на базе последних графических процессоров компании NVIDIA. Эти видеокарты ориентированы на компьютерных художников и дизайнеров, которые теперь могут создавать качественные трехмерные проекты на профессиональной платформе. Графические карты NVIDIA Quadro FX380 и NVIDIA Quadro FX580 от компании PNY соответствуют стандартам EnergyStar, обеспечивая экономный расход электроэнергии. По сравнению с обычными видеокартами они обеспечивают более высокую производительность и экономичность за счет автоматической настройки параметров дисплея, а также совместимость со всеми основными приложениями. Их краткие технические характеристики приведены в табл. 3.
 |
 |
Отметим, что в данном тестировании мы использовали в качестве референсной видеокарты младшую карту этой серии — PNY QUADRO FX380. Графическая карта NVIDIA Quadro FX580, в отличие от младшей, может воспроизводить 30-битные цвета. В остальном эти видеокарты практически ничем не различаются. Однако по результатам тестирования производительность Quadro FX580 почти на 20% выше, чем у модели Quadro FX380. Стоимость младшей модели этой серии составляет 183 долл., а более старшей модели — 287 долл. Стоит отметить, что именно эти модели ориентированы на использование в домашних компьютерах начинающих художников.
Видеокарта PNY Quadro FX1800
Графическая карта NVIDIA Quadro FX1800 от компании PNY предназначена для работы с более мощными программными приложениями. Компания NVIDIA позиционирует эту модель как оптимальное решение для работы с программами SolidWorks и AutoCAD. Эта карта представляет собой решение нового поколения из самой востребованной серии среднего уровня и создана для ведущих производителей и проектирующих компаний. Данная модель отличается хорошим соотношением цены и производительности. Графическая карта NVIDIA Quadro FX1800 имеет архитектуру параллельных вычислений NVIDIA CUDA, поддерживает 30-битную глубину цвета и автоматическую настройку параметров дисплея, что дает возможность эффективно работать с рекомендуемыми приложениями. Ориентировочная стоимость данной модели составляет 763 долл.
Технические характеристики этой модели приведены в табл. 3.
Видеокарта PNY Quadro FX3800
Недавно решение NVIDIA Quadro FX3800 от компании PNY было включено в список Fortune 1000. Эта модель ориентирована на профессионалов и относится к высокопроизводительным видеокартам. Она сильно отличается от трех других участников нашего тестирования. Данная видеокарта поддерживает технологию SLI, что обеспечивает возможность установки сразу нескольких видеокарт на одном ПК. Профессионалы в области дизайна и видео смогут использовать все преимущества технологии NVIDIA SLI Multi OS, которая позволяет запускать несколько Windows- или Linux-приложений на одной платформе и обходиться без двойных систем. Также это одна из немногих профессиональных видеокарт, которая поддерживает технологию SDI. Линейка видеокарт SDI — это серия интегрированных графических решений для захвата, обработки, смешивания, фильтрации и финальной выдачи всех SDI-форматов видео для профессионалов в сфере телевещания, видео и кинопроизводства.
Краткие технические характеристики приведены в табл. 3. Ориентировочная цена данной модели составляет 1409 долл.
Выводы
По результатам тестирования можно сказать, что различие в профессиональных видеокартах низшего и среднего ценового сегмента весьма существенно. Прирост производительности во многих тестах на 30% оправдывает стоимость видеокарты Quadro FX1800. Различие же между двумя видеокартами низшего ценового сегмента составляет примерно 20%. Высокопроизводительная видеокарта Quadro FX3800 имеет в 1,7 раза большую производительность, чем референсная модель, в качестве которой в нашем тестировании выступала Quadro FX380.
Редакция благодарит представительство компании NVIDIA в России за предоставленные для тестирования видеокарты PNY NVIDIA Quadro FX380, PNY NVIDIA Quadro FX580, PNY NVIDIA Quadro FX1800 и PNY NVIDIA Quadro FX3800.
 |
|
