Если вы ищете видеокарту, подходящую для работы с профессиональным программным обеспечением, то, скорее всего, ваш поставщик такого ПО посоветует вам обратить внимание на графические процессоры Quadro или Radeon Pro.
На первый взгляд, эти «профессиональные» видеокарты кажутся привлекательными: они предлагают поддержку корпоративного уровня и сертифицированные профессиональные драйверы. Однако их высокая цена заставляет задуматься, действительно ли они необходимы, и не будет ли достаточно обычной потребительской видеокарты.
Так стоит ли платить больше за профессиональные графические процессоры или они представляют собой лишь более дорогой вариант потребительских видеокарт с запоминающимся брендом? Давайте разберемся в этом вопросе.
Разница цены видеокарт
Сегодня большинство видеокарт, предназначенных для домашнего использования, стоят гораздо дешевле, чем их профессиональные аналоги, хотя, по сути, они построены на том же графическом процессоре.
Например, видеокарта Ampere A4000, предлагаемая по цене около 100 тысяч рублей, вдвое дороже RTX 3070 с графическим процессором GA104, который имеет аналогичные характеристики. Единственное существенное отличие между ними заключается в наличии дополнительных 8 ГБ видеопамяти и нескольких вычислительных ядер.
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 компании, как Nvidia и AMD, активно сотрудничают с независимыми поставщиками программного обеспечения, такими как Autodesk, Adobe и Dassault, чтобы сертифицировать свои профессиональные видеокарты для работы с их программным обеспечением.
Процесс сертификации не ограничивается простым подтверждением соответствия, как можно было бы предположить. Он включает в себя целый ряд тестов и оптимизаций, которые независимые поставщики программного обеспечения проводят на графических картах, предоставленных им производителями.
Сертификация гарантирует, что графическая карта оптимизирована для обеспечения бесперебойной работы приложения, в основном благодаря профессиональным драйверам. Это обеспечивает надежность и, в некоторых случаях, значительное преимущество в производительности по сравнению с потребительскими видеокартами, оснащенными идентичным оборудованием.
Одним из ярких примеров являются приложения САПР, большинство из которых используют API OpenGL. Профессиональные карты Quadro от Nvidia высоко оптимизированы для этого API, в то время как потребительские видеокарты GeForce компании предназначены для Direct3D и Vulkan.
Это не означает, что профессиональные или потребительские графические процессоры не могут работать с любым API. Однако они не оптимизированы для каждого из них и, в частности, не оптимизированы для обеспечения наилучшего запуска определенных приложений.
Преимущество профессиональной видеокарты в производительности, особенно в приложениях САПР, таких как Siemens NX, становится более очевидным. Это один из немногих случаев, когда профессиональный GPU по конкурентоспособной цене превосходит потребительский GPU.
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.
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
В условиях растущей популярности удалённой работы возможность доступа к вашей рабочей станции из любого места становится особенно ценной функцией. Профессиональные графические процессоры могут выступать в роли виртуальных, предоставляя организациям и частным лицам ускоренную графическую среду, даже находясь вдали от рабочего места.
Помимо удалённого доступа, вы также можете использовать один графический процессор на нескольких рабочих станциях, если это необходимо. Благодаря сертификации независимых поставщиков программного обеспечения, вы можете быть уверены, что графические процессоры, с которыми вы работаете, надёжно запустят ваше 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 профессиональные графические процессоры могут иметь такой же кристалл графического процессора, как и потребительские карты, они обычно включают больше вычислительных ядер. Это достигается за счёт того, что производитель оставляет себе только лучшие материалы. Это даёт профессиональным картам небольшое преимущество в производительности на аппаратном уровне, хотя и не очень значительное.
Однако где профессиональные карты действительно выделяются, так это в объёме памяти. В отличие от потребительских рабочих нагрузок, таких как игры, где потребление памяти редко превышает 10 ГБ, профессиональные рабочие нагрузки, особенно сложные, часто требуют больше видеопамяти, чем могут предложить большинство потребительских графических процессоров.
Профессиональные карты созданы для решения этой проблемы. Они предлагают большую ёмкость видеопамяти даже в своих моделях среднего уровня, что делает разумным тратить дополнительные деньги, если ваша рабочая нагрузка этого требует.
Но даже в этом случае, с такими платами для профессионалов, как Titan RTX и RTX 3090, которые теперь предлагают 24 ГБ видеопамяти — это большой объём даже для большинства профессиональных рабочих нагрузок — вы можете работать со сложными задачами 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
Потребительские видеокарты, как правило, ориентированы на достижение высокой производительности, в основном за счёт разгона. Большинство сторонних производителей, отвечающих за изготовление этих видеокарт, стремятся использовать надёжные системы охлаждения, чтобы контролировать температуру.
Большинство потребительских графических процессоров оснащены открытым охлаждением, которое направляет воздух непосредственно в корпус. Эти системы обычно представляют собой массивные конструкции с несколькими вентиляторами, занимающие несколько слотов в корпусе ПК.
Nvidia и AMD также использовали систему охлаждения вентиляторного типа в своих ранних моделях потребительских видеокарт. Однако в последних поколениях только партнёры по плате применяют такие решения, и встретить подобные карты можно довольно редко.
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.
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 процедуры, которые компании Nvidia и AMD должны выполнить с независимыми поставщиками программного обеспечения для сертификации и разработки своего оборудования и драйверов, необходимых для работы с профессиональными приложениями, увеличивают стоимость профессиональных видеокарт.
Кроме того, эти видеокарты оснащены специальными компонентами, такими как память ECC, что делает их производство более дорогостоящим.
Можно ли использовать графические процессоры Quadro/Radeon Pro для игр?
Хотя профессиональные графические процессоры созданы для рабочих станций, их можно использовать и для игр. Однако стоит отметить, что игровая производительность будет существенно ниже, чем у потребительской видеокарты аналогичной стоимости.
Профессиональные видеокарты ориентированы на стабильность и оснащены закрытыми системами охлаждения. Это делает их не очень подходящими для разгона, так как более высокие тактовые частоты могут вызвать проблемы с перегревом и стабильностью.
