NVIDIA Quadro FX與Open GL
時間：2008-11-23 17:30:00
來源：UltraLAB圖形工作站方案網(wǎng)站
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作者：admin
從上個世紀的80年代開始，工程設(shè)計和科研領(lǐng)域開始研發(fā)和應用三維虛擬設(shè)計系統(tǒng)。1992年，SGI發(fā)布了一套專業(yè)的3D API——OpenGL 1.0（Open Graphics Library）。OpenGL是與硬件無關(guān)的軟件接口程序，它能在不同的操作系統(tǒng)間進行無縫移植。因此，基于OpenGL開發(fā)的三維軟件都具有良好的移植性，可以獲得更為廣泛的應用。因此，從早期的CV、UG、CATIA和Pro/E等大型三維設(shè)計系統(tǒng)開始，到后期出現(xiàn)的PC平臺主流三維設(shè)計軟件，如Solidworks、Solidedge等，均基于OpenGL API，而代表專業(yè)三維圖形應用的OpenGL也從1992年1.0版本，逐漸發(fā)展到了如今的2.1版本。
這些基于OpenGL接口的專業(yè)三維圖形應用對計算機性能提出了更高乃至許多特殊的需要，而常見的計算機系統(tǒng)和圖形系統(tǒng)無法滿足要求，因此就誕生了圖形工作站和工作站顯卡產(chǎn)品。近年來，隨著PC性能的提高，NT工作站的專業(yè)圖形性能很大程度上，取決于圖形工作站所采用的專業(yè)圖形卡。人們習慣于把這些專業(yè)圖形卡稱為“工作站顯卡”、“工作站圖卡”或“專業(yè)顯卡”。工作站顯卡面向機械設(shè)計、建筑設(shè)計、工業(yè)設(shè)計和動畫影視制作等專業(yè)影響、圖形領(lǐng)域，為這些領(lǐng)域的專業(yè)工作者提供強大的三維圖形加速支持。目前，在市場上最常見、最主流的工作站顯卡是由NVIDIA公司提供的Quadro FX系列產(chǎn)品，絕大部分市場上銷售的工作站產(chǎn)品都預裝了Quadro FX系列的工作站顯卡。憑借在GPU（圖形處理核心）研發(fā)領(lǐng)域超強的實力，自2007年之后，NVIDIA公司針對CAD/CAM和DCC領(lǐng)域用戶不同層次的需求，Quadro FX系列包括了多款不同性能檔次的產(chǎn)品。其中包括入門級別的Quadro FX 370、Quadro FX 570，中端的Quadro FX 1700，高端的Quadro FX 3700、Quadro FX 4600和超高端的Quadro FX 5600。
在Quadro FX系列工作站顯卡中，目前最主流的、最常用的是Quadro FX 570、Quadro FX 1700、Quadro FX 3700和Quadro FX 4600。這四款產(chǎn)品全部是2007—2008年度發(fā)布的新產(chǎn)品，均支持DirectX 10.0、OpenGL 2.1及Shader Model 4.0技術(shù)，對高質(zhì)量三維影像、動畫及實時工業(yè)造型的支持提高到了一個新的層次。同時，這四款產(chǎn)品采用了旋轉(zhuǎn)格線全景反鋸齒技術(shù)，確保了色彩準確性和模型/線條邊緣的圖像品質(zhì)。四片卡都采用PCI Express X16接口，保證了圖形處理器與芯片組之間的數(shù)據(jù)傳輸速度。
2007年后發(fā)布的所有NVIDIA Quadro FX工作站顯卡都采用了統(tǒng)一渲染架構(gòu)，不再是傳統(tǒng)意義上的渲染管線，這一技術(shù)可以使著色器模擬各種模型的物理特征，如光源效果中的光源散布、反射、折射及BRDF模型等，又如鑄造物表面、多孔表面和塑料體表面等物質(zhì)表面的效果特性。實時著色器可讓這些效果相互結(jié)合，設(shè)計師可隨意進行調(diào)整，并實時地在屏幕上看到真實感極強的模型效果。相比傳統(tǒng)的2D靜態(tài)材質(zhì)貼圖，基于統(tǒng)一渲染架構(gòu)的著色器在模型效果、執(zhí)行效率和外在品質(zhì)方面有了大幅度的提高。
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在四片工作站顯卡中，NVIDIA Quadro FX 3700/4600還支持SLI技術(shù)，如果一片卡的性能不能滿足要求，用戶可以同時安裝兩片顯卡，以提高系統(tǒng)的圖形表現(xiàn)，并支持多屏顯示。NVIDIA Quadro FX 3700/4600支持第二代的PCI-Express接口，圖形處理器與芯片組之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了16GB/秒。同時，3700/46 00還支持最新的NVIDIA CUDA技術(shù)，讓應用程序開發(fā)者可充分發(fā)揮GPU巨大的并行運算能力，大幅縮短解決復雜可視化問題所需的時間。
NVIDIA Quadro FX系列產(chǎn)品之所以被稱為“專業(yè)顯卡”，是相對于常見的、安裝在普通PC內(nèi)的消費娛樂顯卡而言的。相比消費娛樂顯卡，如同樣由NVIDIA公司提供的GeForce GPU，NVIDIA Quadro FX專業(yè)顯卡的專業(yè)就體現(xiàn)在高品質(zhì)、高可靠性、面向?qū)I(yè)應用的特殊支持和高性能等方面。NVIDIA Quadro FX專業(yè)顯卡與GeForce消費娛樂顯卡之間的定位差異，類似專業(yè)單反相機和家用卡片式數(shù)碼相機之間的定位差異，面向的用戶群體不同，應用需求不同，因而兩者的硬件配置、專業(yè)性能和應用系統(tǒng)支持完全不同（后文將詳細比較Quadro FX專業(yè)顯卡和消費娛樂GeForce顯卡之間的區(qū)別，并進行具體的性能測試）。 #p#page_title#e#
下表是四片主流NVIDIA Quadro FX工作站顯卡和兩片主流GeForce消費娛樂顯卡的性能參數(shù)情況。僅僅從參數(shù)上看，無論是核心頻率還是顯存頻率，無論是現(xiàn)存數(shù)量還是顯存帶寬，消費娛樂顯卡并不低于工作站顯卡，甚至中高端的消費娛樂顯卡GeForce 8800GT具備不低于高端專業(yè)卡的顯存數(shù)量，其顯存頻率和核心頻率也遠遠超過了所有的四片工作站顯卡，但是下面的特性比對和性能測試將讓大家認識到為什么NVIDIA Quadro FX能成為工作站顯卡的黃金家族。
表1 四片主流NVIDIA Quadro FX工作站顯卡和兩片主流GeForce消費娛樂顯卡的性能參數(shù)
這些基于OpenGL接口的專業(yè)三維圖形應用對計算機性能提出了更高乃至許多特殊的需要，而常見的計算機系統(tǒng)和圖形系統(tǒng)無法滿足要求，因此就誕生了圖形工作站和工作站顯卡產(chǎn)品。近年來，隨著PC性能的提高，NT工作站的專業(yè)圖形性能很大程度上，取決于圖形工作站所采用的專業(yè)圖形卡。人們習慣于把這些專業(yè)圖形卡稱為“工作站顯卡”、“工作站圖卡”或“專業(yè)顯卡”。工作站顯卡面向機械設(shè)計、建筑設(shè)計、工業(yè)設(shè)計和動畫影視制作等專業(yè)影響、圖形領(lǐng)域，為這些領(lǐng)域的專業(yè)工作者提供強大的三維圖形加速支持。目前，在市場上最常見、最主流的工作站顯卡是由NVIDIA公司提供的Quadro FX系列產(chǎn)品，絕大部分市場上銷售的工作站產(chǎn)品都預裝了Quadro FX系列的工作站顯卡。憑借在GPU（圖形處理核心）研發(fā)領(lǐng)域超強的實力，自2007年之后，NVIDIA公司針對CAD/CAM和DCC領(lǐng)域用戶不同層次的需求，Quadro FX系列包括了多款不同性能檔次的產(chǎn)品。其中包括入門級別的Quadro FX 370、Quadro FX 570，中端的Quadro FX 1700，高端的Quadro FX 3700、Quadro FX 4600和超高端的Quadro FX 5600。
在Quadro FX系列工作站顯卡中，目前最主流的、最常用的是Quadro FX 570、Quadro FX 1700、Quadro FX 3700和Quadro FX 4600。這四款產(chǎn)品全部是2007—2008年度發(fā)布的新產(chǎn)品，均支持DirectX 10.0、OpenGL 2.1及Shader Model 4.0技術(shù)，對高質(zhì)量三維影像、動畫及實時工業(yè)造型的支持提高到了一個新的層次。同時，這四款產(chǎn)品采用了旋轉(zhuǎn)格線全景反鋸齒技術(shù)，確保了色彩準確性和模型/線條邊緣的圖像品質(zhì)。四片卡都采用PCI Express X16接口，保證了圖形處理器與芯片組之間的數(shù)據(jù)傳輸速度。
2007年后發(fā)布的所有NVIDIA Quadro FX工作站顯卡都采用了統(tǒng)一渲染架構(gòu)，不再是傳統(tǒng)意義上的渲染管線，這一技術(shù)可以使著色器模擬各種模型的物理特征，如光源效果中的光源散布、反射、折射及BRDF模型等，又如鑄造物表面、多孔表面和塑料體表面等物質(zhì)表面的效果特性。實時著色器可讓這些效果相互結(jié)合，設(shè)計師可隨意進行調(diào)整，并實時地在屏幕上看到真實感極強的模型效果。相比傳統(tǒng)的2D靜態(tài)材質(zhì)貼圖，基于統(tǒng)一渲染架構(gòu)的著色器在模型效果、執(zhí)行效率和外在品質(zhì)方面有了大幅度的提高。
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在四片工作站顯卡中，NVIDIA Quadro FX 3700/4600還支持SLI技術(shù)，如果一片卡的性能不能滿足要求，用戶可以同時安裝兩片顯卡，以提高系統(tǒng)的圖形表現(xiàn)，并支持多屏顯示。NVIDIA Quadro FX 3700/4600支持第二代的PCI-Express接口，圖形處理器與芯片組之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了16GB/秒。同時，3700/46 00還支持最新的NVIDIA CUDA技術(shù)，讓應用程序開發(fā)者可充分發(fā)揮GPU巨大的并行運算能力，大幅縮短解決復雜可視化問題所需的時間。
NVIDIA Quadro FX系列產(chǎn)品之所以被稱為“專業(yè)顯卡”，是相對于常見的、安裝在普通PC內(nèi)的消費娛樂顯卡而言的。相比消費娛樂顯卡，如同樣由NVIDIA公司提供的GeForce GPU，NVIDIA Quadro FX專業(yè)顯卡的專業(yè)就體現(xiàn)在高品質(zhì)、高可靠性、面向?qū)I(yè)應用的特殊支持和高性能等方面。NVIDIA Quadro FX專業(yè)顯卡與GeForce消費娛樂顯卡之間的定位差異，類似專業(yè)單反相機和家用卡片式數(shù)碼相機之間的定位差異，面向的用戶群體不同，應用需求不同，因而兩者的硬件配置、專業(yè)性能和應用系統(tǒng)支持完全不同（后文將詳細比較Quadro FX專業(yè)顯卡和消費娛樂GeForce顯卡之間的區(qū)別，并進行具體的性能測試）。 #p#page_title#e#
下表是四片主流NVIDIA Quadro FX工作站顯卡和兩片主流GeForce消費娛樂顯卡的性能參數(shù)情況。僅僅從參數(shù)上看，無論是核心頻率還是顯存頻率，無論是現(xiàn)存數(shù)量還是顯存帶寬，消費娛樂顯卡并不低于工作站顯卡，甚至中高端的消費娛樂顯卡GeForce 8800GT具備不低于高端專業(yè)卡的顯存數(shù)量，其顯存頻率和核心頻率也遠遠超過了所有的四片工作站顯卡，但是下面的特性比對和性能測試將讓大家認識到為什么NVIDIA Quadro FX能成為工作站顯卡的黃金家族。
表1 四片主流NVIDIA Quadro FX工作站顯卡和兩片主流GeForce消費娛樂顯卡的性能參數(shù)
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