Чем отличаются профессиональные и потребительские видеокарты и почему так дорого

Россия+7 (910) 990-43-11
Обновлено: 2022-09-24

Если вы ищете видеокарту, которая соответствует строгим требованиям программного обеспечения профессионального уровня, скорее всего, поставщик вашего профессионального программного обеспечения рекомендует графический процессор Quadro или Radeon Pro.

Хотя эти «профессиональные» графические процессоры действительно выглядят привлекательно на бумаге, с многообещающей поддержкой корпоративного уровня и сертифицированными профессиональными драйверами, их высокая цена заставляет нас дважды подумать, действительно ли они нам нужны, и не будет ли достаточно обычной потребительской видеокарты.

Являются ли профессиональные графические процессоры просто потребительской видеокартой с причудливым брендом и завышенной ценой, или они стоят дополнительных денег для конкретных рабочих нагрузок? Давайте разберёмся.

Разница цены видеокарт

Сегодня большинство потребительских видеокарт на рынке стоят значительно меньше, чем их профессиональные аналоги, по сути, из того же кристалла графического процессора.

Ampere A4000, например, стоит около 100K₽, что вдвое превышает цену RTX 3070 с графическим процессором GA104 с аналогичными характеристиками, с единственным существенным аппаратным отличием, заключающимся в дополнительных 8 ГБ видеопамяти и нескольких вычислительных ядрах.

Сравнение GeForce и Quadro – один и тот же кристалл графического процессора

Основные характеристики GeForce RTX 3070 RTX A4000 Разница
CUDA-ядра 5888 6144 256
Тензорные ядра 184 192 8
Ядра RT 46 48 2
ROP 96 96 0
Текстурные блоки 184 192 8
Графическая память 8 ГБ GDDR6 16 ГБ GDDR6 с ECC 8 ГБ + ECC
Ширина шины памяти 256-битный 256-битный 0
Цена (рекомендованная) 499$ 999$ 500$

Можно было бы ожидать, что дополнительные расходы на профессиональные графические процессоры также будут означать значительно более высокую производительность по сравнению с потребительскими видеокартами, но это происходит редко, поскольку потребительские графические процессоры выдерживают и даже лидируют в некоторых рабочих нагрузках по редактированию видео, 3D-рендерингу и САПР.

Вместо этого профессиональные графические процессоры предлагают сертифицированное оборудование, оптимизированные драйверы и обширную поддержку, что делает их более привлекательными для тех, у кого глубокие карманы, и кто ищет более высокую надёжность или особую функцию, эксклюзивную для этих графических процессоров.

Сертификация независимого поставщика ПО (ISV)

Такие производители, как Nvidia и AMD, тесно сотрудничают с независимыми поставщиками программного обеспечения, такими как Autodesk, Adobe и Dassault, чтобы сертифицировать свои профессиональные видеокарты для использования с их программным обеспечением.

Эта сертификация является не просто знаком одобрения, как можно было бы представить, но включает в себя серию тестов и оптимизаций, проводимых независимыми поставщиками программного обеспечения на графических видеокартах, предоставленных им производителем.

Сертификация видеокарты независимыми поставщиками программного обеспечения

Сертификация гарантирует, что графическая карта оптимизирована для бесперебойной работы приложения, в основном с помощью профессиональных драйверов, что обеспечивает надёжность и, в некоторых случаях, значительное преимущество в производительности по сравнению с потребительскими видеокартами с идентичным оборудованием.

Хорошим примером являются приложения САПР, большинство из которых используют OpenGL (API), для которого профессиональные карты Quadro от Nvidia высоко оптимизированы, а потребительские видеокарты GeForce компании оптимизированы для API Direct3D и Vulkan.

Это не означает, что графические процессоры Pro или Consumer не могут нормально работать ни с одним API, но они не оптимизированы ни для одного, ни для другого и особенно не оптимизированы для запуска определенных приложений наилучшим образом.

Преимущество профессиональной видеокарты в производительности, особенно в приложениях САПР, таких как Siemens NX, более очевидно и является одним из немногих сценариев, когда профессиональная видеокарта по конкурентоспособной цене превосходит потребительский GPU.

Сравнение графических процессоров по производительности в Siemens NX

Однако, при выборе видеокарты для рабочих нагрузок, таких как 3D-рендеринг или редактирование видео, разница между графическими процессорами потребительского и профессионального уровня минимальна, что делает потребительский графический процессор гораздо более ценным выбором.

Производительность и надёжность видеокарты

Потребительские видеокарты обычно настраиваются для таких приложений, как игры, где кадры должны отображаться с высокой частотой. Для достижения высокой частоты кадров аппаратное обеспечение видеокарты обычно доводится до предела за счёт разгона, большая часть которого выполняется самими производителями и партнёрами по плате.

Слишком сильный разгон видеокарты может привести к нестабильности и сбоям, которые, хотя и нежелательны, оказывают минимальное влияние на работу потребителя и обычно исправляются перезапуском игры, переустановкой драйвера или понижением частоты графического процессора.

С другой стороны, профессиональные рабочие нагрузки могут занимать несколько дней, чтобы отобразить один кадр очень сложного проекта или обучить сложную модель машинного обучения.

В отличие от игр, эти задачи требуют высокого уровня стабильности, поскольку один сбой может привести к дорогостоящим задержкам и значительному количеству времени, потраченному впустую на устранение проблемы.

Для обычного ПК-геймера случайный сбой не оправдывает двойную оплату потребительского графического процессора для повышения стабильности в играх.

Однако для крупных корпораций, которые зависят от графических карт и другого оборудования, чтобы оставаться конкурентоспособными, сбой или несовместимость драйверов могут привести к большим денежным потерям в виде потраченного времени, которые превышают первоначальные затраты на обновление до профессионального графического процессора.

Чтобы обеспечить максимальную надёжность, производители обычно выпускают свои потребительские видеокарты на массовый рынок раньше, чем профессиональные графические процессоры, чтобы устранить любые ошибки и разработать стабильные и оптимизированные драйверы.

Они также тесно сотрудничают с независимыми поставщиками программного обеспечения, чтобы гарантировать совместимость и свести к минимуму вероятность нестабильности и сбоев.

Драйверы, разработанные для профессиональных графических процессоров, тестируются более тщательно и поэтому обновляются реже, чем их потребительские аналоги, чтобы сократить время простоя, необходимое для обновления систем, которые должны работать круглосуточно и без выходных. Драйверы Pro более стабильны и тщательно протестированы перед развертыванием.

Уровень поддержки видеокарт

Одна вещь, в которой вы можете быть уверены при покупке профессиональной видеокарты, – это доступ к поддержке корпоративного уровня от производителя и независимых поставщиков программного обеспечения.

В то время как AMD и Nvidia разрабатывают и производят кристалл графического процессора (или позволяют сторонним производителям производить кристалл) и создают эталонные конструкции для своих графических процессоров, для потребительских карт они работают вместе с так называемыми партнёрами по плате (Asus, MSI, Gigabyte и другие).

Эти партнёры берут эталонные проекты графических процессоров и создают/собирают свою собственную рабочую версию графического процессора с такими деталями, как источник питания, видеопамять, кристалл графического процессора, VRM и т.д.

Если с вашей видеокартой возникает какая-либо проблема, поддержкой и гарантией занимается партнёр по плате. Поскольку партнёры не несут ответственности за программное обеспечение, получить помощь по проблемам с драйверами или программным обеспечением сложно.

Профессиональные графические процессоры, с другой стороны, собираются самими Nvidia и AMD (хотя могут быть задействованы некоторые партнёры по плате, такие как PNY).

Производители имеют более жёсткий контроль над процессом и обеспечивают поддержку как аппаратного, так и программного обеспечения, поэтому вы можете быть уверены, что получите аппаратную и программную поддержку по любым вопросам из одного и того же источника.

Поскольку поставщики программного обеспечения (такие как Autodesk, Dassault Systemes…) предоставляют поддержку только по проблемам, связанным с графическими процессорами, сертифицированными независимыми поставщиками ПО, если вы столкнётесь с нестабильностью программного обеспечения и другими проблемами на потребительской графической карте, вы ничего не сможете сделать, кроме как попытаться решить проблему самостоятельно.

Таким образом, если вы можете работать с ограниченной технической поддержкой независимых поставщиков программного обеспечения или производителя при решении каких-либо проблем с вашей видеокартой, то потребительский графический процессор может быть для вас более ценным вариантом, учитывая его более высокую производительность на рубль.

С другой стороны, выбор профессионального графического процессора может сэкономить значительное количество времени и денег, когда вы работаете над дорогостоящими проектами и возникают проблемы.

Эксклюзивные функции видеокарт

Поскольку профессиональные графические процессоры разработаны с учётом профессиональных рабочих нагрузок, они оснащены дополнительными функциями, которые могут оказаться полезными или даже необходимыми для конкретной работы, которую вы выполняете.

Вот некоторые из них:

Nvidia Quadro Sync и AMD Eyefinity

В линейке Quadro от Nvidia используется периферийная плата, известная как Quadro Sync, для управления несколькими (до 32 4K) дисплеями для использования в приложениях, требующих сверхвысокого разрешения, таких как видеостена или симулятор полета.

Линейка AMD Radeon Pro также поддерживает до восьми дисплеев 4K от одного графического процессора.

Использование функций Quadro Sync и AMD Eyefinity

Оба графических процессора также поддерживают стереоскопическое 3D, что похоже на то, что вы испытываете при просмотре 3D-фильма в кинотеатрах, создавая иллюзию глубины за счёт отображения двух отдельных изображений.

Это особенно полезно для лабораторий, где исследователи могут, например, изучать молекулы.

Виртуализация графического процессора

Поскольку удалённая работа становится всё более популярной, возможность доступа к вашей рабочей станции из любого места является ценной функцией. Профессиональные графические процессоры могут работать как виртуальные графические процессоры, позволяя организациям и частным лицам получать доступ к ускоренной графической среде из удаленного места.

Использование функции виртуализации графического процессора

Помимо удаленного доступа, вы также можете использовать один графический процессор на нескольких рабочих станциях, если возникнет такая необходимость. Благодаря сертификации независимых поставщиков программного обеспечения вы также можете быть уверены, что графические процессоры, на которых вы работаете, будут надёжно запускать программное обеспечение даже в виртуальной среде.

Особенности программного обеспечения

Некоторое профессиональное программное обеспечение поддерживает функции исключительно на профессиональных графических процессорах. Одним из хороших примеров является функция SolidWorks Viewport Feature RealView, которая предлагает реалистичное освещение, отражения и эффекты без автономного рендеринга.

Хотя есть способы заставить такие функции работать на потребительских графических процессорах, они часто содержат ошибки и повышают риск нестабильности. Если вам нужны такие функции, лучше всего инвестировать в профессиональный графический процессор.

Аппаратное обеспечение видеокарт

Связанные компоненты

Поскольку производители, такие как Nvidia и AMD, полностью контролируют процесс производства профессиональных графических процессоров, они выбирают компоненты, такие как кристалл графического процессора и память, в процессе, известном как биннинг.

Преимущество этих «бинарных» компонентов состоит в том, что они могут работать на более высоких тактовых частотах, потребляя при этом меньше энергии. Это обеспечивает лучшую производительность при сохранении более низких температур.

Покупая сторонние потребительские графические процессоры у партнёра по плате, вы не гарантируете получение «бинарных» компонентов – это, в значительной степени, зависит от случая. Вы можете получить отличный графический процессор или тот, который будет с трудом достигать заявленных частот.

Поскольку многие партнёры разгоняют и используют свои видеокарты с более высокими ограничениями мощности и напряжением ядра для повышения производительности, это может привести к более высоким температурам, потенциальному сокращению срока службы и сделать графический процессор более подверженным нестабильности.

Графические процессоры профессионального уровня, скорее всего, будут состоять из компонентов более высокого уровня, которые менее подвержены нестабильности. Это также большая часть того, откуда берутся более высокие цены.

Дополнительная обработка

Хотя они могут иметь аналогичный кристалл графического процессора с потребительскими картами, профессиональные графические процессоры, как правило, включают больше вычислительных ядер, что является прямым результатом того, что производитель оставляет за собой лучший кремний. Это даёт им небольшое преимущество в производительности на аппаратном уровне, хотя и ненамного.

Где профессиональная карта действительно вырывается вперёд, так это в объёме памяти. В отличие от потребительских рабочих нагрузок, таких как игры, где потребление памяти редко превышает ограничение в 10 ГБ, профессиональные рабочие нагрузки, особенно очень сложные, часто могут потреблять больше видеопамяти, чем предлагают большинство потребительских графических процессоров.

Профессиональные карты призваны решить эту проблему, предлагая большую емкость видеопамяти даже в своих моделях среднего уровня, что делает разумным трату дополнительных денег, если этого требует ваша рабочая нагрузка.

Тем не менее, с платами для профессионалов, такими как Titan RTX и RTX 3090, которые теперь предлагают 24 ГБ видеопамяти – большой объём даже для большинства профессиональных рабочих нагрузок – вы можете работать со сложными рабочими нагрузками без ущерба для производительности и дополнительных затрат.

Узнайте больше о требованиях к VRAM для вашей рабочей нагрузки здесь.

ECC-память

Помимо большого объёма памяти, профессиональные графические процессоры также используют память с коррекцией ошибок или ECC, способную исправлять однобитовые ошибки из-за случайных помех.

Для среднего потребителя такие ошибки приведут лишь к незначительному прерыванию их повседневного рабочего процесса. Для корпоративных пользователей и рабочих нагрузок, таких как научное и инженерное моделирование, одиночное переключение битов или случайная ошибка памяти могут привести к ошибочным результатам и значительной трате времени.

Охлаждение

Поскольку потребительские видеокарты настраиваются на производительность, в основном, за счёт разгона, большинство сторонних поставщиков, ответственных за производство этих видеокарт, будут использовать надёжные решения для охлаждения, чтобы контролировать температуру.

Большинство потребительских графических процессоров используют конфигурации с открытым охлаждением, которое направляет воздух прямо в корпус, и обычно имеют форму массивных систем с несколькими вентиляторами, которые занимают несколько слотов в корпусе ПК.

Nvidia и AMD действительно использовали систему охлаждения вентиляторного типа в своих старых потребительских графических процессорах, хотя только партнёры по плате используют их в текущих поколениях, а такие карты встречаются довольно редко.

Охлаждение видеокарты на открытом воздухе с двумя вентиляторами

В то время как открытые кулеры отлично подходят для производительности, вы ограничены одной картой, поскольку несколько графических процессоров, выпускающих горячий воздух в корпус, не очень хороши для теплового режима и быстро приведут к снижению производительности.

Кроме того, большой размер этих видеокарт затрудняет их размещение в ограниченном пространстве, если только вы не готовы пойти по пути жидкостного охлаждения, хотя это может добавить дополнительную сложность и стоимость сборки ПК.

С другой стороны, профессиональные видеокарты ориентированы на обеспечение наилучшей стабильности и имеют меньшую тактовую частоту, чем их потребительские аналоги. Это позволяет производителям использовать вентиляторные кулеры, которые выталкивают воздух прямо из корпуса, занимая при этом всего один или два слота в системе.

Вентиляторный кулер GPU

Такой дизайн делает установку нескольких профессиональных графических процессоров в одной компактной системе или серверной среде более простой и является причиной того, что компании, использующие серверные системы, придерживаются их.

Мульти-GPU

И AMD, и Nvidia обеспечивают специализированное подключение нескольких графических процессоров через соответствующие каналы связи Infinity Fabric и разъёмы NVLink. В то время как AMD включает это только в свой флагманский Radeon Pro VII, Nvidia интегрирует эту технологию в свою профессиональную линейку, даже в свои графические процессоры Pro среднего уровня.

Потребительские графические процессоры GeForce также используют технологию NVLink. Однако эта функция постепенно ограничивается только более дорогими графическими процессорами, такими как RTX 3090 от Nvidia в текущем поколении.

Основывать своё решение исключительно на оборудовании – неправильный путь вперед, поскольку фактические преимущества производительности графических процессоров Pro по сравнению с потребительскими графическими процессорами минимальны.

Что более важно, так это сертифицированные профессиональные драйверы и поддержка, которые должны оправдать использование профессионального графического процессора, если вы можете его использовать.

Когда нужен профессиональный графический процессор?

  • Требуется обширная поддержка со стороны производителей и поставщиков программного обеспечения, предназначенная исключительно для профессиональных графических процессоров.
  • Используете программы, оптимизированные для профессиональных графических процессоров (например, высококачественные приложения CAD/CAM, научное и инженерное моделирование и т.д.), которые используют дополнительную видеопамять, процессоры и память ECC.
  • Требуются такие функции, как виртуальные графические процессоры или возможность управлять большим количеством дисплеев с высоким разрешением или запускать стереоскопические 3D-дисплеи.
  • Необходимость запуска нескольких графических процессоров в компактной серверной среде в режиме 24/7 без необходимости регулярных простоев для обслуживания (обновления драйверов и т.д.)
  • Уверены, что сертифицированная надёжность и функции профессиональной карты оправдывают её более высокую начальную стоимость по сравнению с потребительской видеокартой.

Когда нужен потребительский графический процессор?

  • Не нужны такие функции, как виртуальные графические процессоры, возможность управления несколькими дисплеями с высоким разрешением и специализированные программные функции, такие как SolidWorks Real View.
  • Сборка ПК с ограниченным бюджетом, где соотношение цены и производительности важнее, чем сертификация независимых поставщиков программного обеспечения и оптимизированные драйверы с длительным сроком службы.
  • Не запускаете рабочие нагрузки, такие как моделирование, для получения точных результатов которых требуется память ECC.
  • Можете справиться с простоями из-за несовместимости драйверов и т.д., не нуждаясь в профессиональной поддержке.
  • Используете видеокарту для игр и других рабочих нагрузок, предназначенных для потребительских графических процессоров.

Часто задаваемые вопросы

Почему графические процессоры Quadro/Radeon Pro такие дорогие?

Дополнительные шаги, которые Nvidia и AMD должны пройти с независимыми поставщиками ПО для сертификации и разработки своего оборудования и драйверов для использования с профессиональными приложениями, увеличивают стоимость профессиональных видеокарт.

Они также оснащены кристаллами с ячейками и специализированными компонентами, такими как память ECC, что делает их более дорогими в производстве.

Можно ли использовать графические процессоры Quadro/Radeon Pro для игр?

Хотя профессиональные графические процессоры создаются для рабочих станций, игры на них возможны, хотя игровая производительность будет значительно ниже, чем у потребительской видеокарты сопоставимой цены. Поскольку они настроены на стабильность и оснащены закрытыми кулерами, использование профессиональных карт на более высоких тактовых частотах будет затруднено.


5.0/1