長(zhǎng)久以來(lái),基于不同的客戶群體和需求定位,顯示卡市場(chǎng)就有工作站顯卡和消費(fèi)娛樂(lè)顯卡之分,兩者既相互關(guān)聯(lián),又涇渭分明。關(guān)聯(lián)者,兩者都是計(jì)算機(jī)強(qiáng)大圖形顯示能力的有效保證,且就Quadro FX與GeForce而言,均由同一廠商N(yùn)VIDIA提供,在芯片研發(fā)方面相互借鑒關(guān)聯(lián);分明者,兩者針對(duì)不同用戶,消費(fèi)娛樂(lè)顯卡針對(duì)消費(fèi)娛樂(lè)市場(chǎng),提供對(duì)游戲、影音、商用圖形的支持,而工作站顯卡則針對(duì)專業(yè)圖形設(shè)計(jì)用戶,而且工作站顯卡顧名思義是安裝在圖形工作站平臺(tái)內(nèi)的。用戶定位不同,導(dǎo)致工作站顯卡和消費(fèi)娛樂(lè)顯卡在品質(zhì)精度、軟件驅(qū)動(dòng)和價(jià)格等方面有著較大的差別。
作為專業(yè)圖形解決方案供應(yīng)商,NVIDIA同時(shí)提供Quadro FX專業(yè)顯卡家族和GeForce娛樂(lè)顯卡系列,盡管系出一門,但Quadro FX和GeForce有著本質(zhì)的區(qū)別。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)和影視動(dòng)畫后期制作等領(lǐng)域的專業(yè)人士而言,NVIDIA提供的Quadro FX專業(yè)顯卡才是正確的選擇。為什么呢?下文我們將給出答案。
區(qū)別1:點(diǎn)線硬件抗鋸齒功能區(qū)別2:OpenGL硬件邏輯操作
區(qū)別3:重疊圖形處理區(qū)別4:硬件加速的圖形剖切
區(qū)別5:動(dòng)態(tài)顯存管理和UMA區(qū)別6:雙面光源處理
區(qū)別7:專業(yè)軟件認(rèn)證和優(yōu)化區(qū)別8:壽命周期和技術(shù)支持
區(qū)別9:專業(yè)平臺(tái)下的性能差距
區(qū)別1:點(diǎn)線硬件抗鋸齒功能
在CAD軟件中,模型一般是以精確的數(shù)學(xué)方程進(jìn)行描述,在顯示的時(shí)候則轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的幾何數(shù)據(jù)送入GPU進(jìn)行顯示的處理。線框模式是CAD的設(shè)計(jì)者經(jīng)常使用的一種顯示模式,因?yàn)椴捎镁€框模式進(jìn)行顯示可以對(duì)特定的面或者線進(jìn)行準(zhǔn)確地選操作擇并且設(shè)計(jì)者也容易看清整個(gè)模型的結(jié)構(gòu)。顯示器顯示圖形時(shí)必須以像素形式。因此,模型的線框以像素形式近似地顯示就會(huì)出現(xiàn)精度降低的問(wèn)題,表現(xiàn)在屏幕上就是線條和曲面、實(shí)體的邊緣線框不光滑,鋸齒現(xiàn)象非常明顯。對(duì)于規(guī)模龐大且精細(xì)的CAD線條圖形而言,鋸齒對(duì)顯示效果的影響是很明顯的,甚至?xí)床磺寰唧w的結(jié)構(gòu)。Quadro FX專業(yè)顯卡對(duì)線框的顯示具備矢量點(diǎn)線硬件抗鋸齒功能,在數(shù)據(jù)量大幅度增加的情況下,減輕甚至消除了鋸齒問(wèn)題,從而提高了圖形的顯示質(zhì)量。
對(duì)于GeForce顯卡的用戶而言,線框圖的精確顯示顯然并不重要,因?yàn)闆](méi)有游戲會(huì)在線框的顯示模式中運(yùn)行,因此,GeForce不對(duì)點(diǎn)線進(jìn)行抗鋸齒處理。
圖1是Quadro FX 1700和GeForce 8800GT不同平臺(tái)下,Autodesk Inventor 2008中同一個(gè)設(shè)計(jì)模型設(shè)計(jì)展開圖細(xì)節(jié)顯示效果,左圖Quadro FX 1700平臺(tái)的圖面非常清晰,線條明朗平滑,而右側(cè)GeForce 8800GT平臺(tái)的圖面則明顯發(fā)虛,線條有明顯的鋸齒現(xiàn)象。

圖1 在Autodesk Inventor 2008在Quadro FX 1700和GeForce 8800GT上的細(xì)節(jié)表現(xiàn)
區(qū)別2:OpenGL硬件邏輯操作
CAD圖形設(shè)計(jì)過(guò)程是人機(jī)交互的過(guò)程,設(shè)計(jì)人員經(jīng)常需要對(duì)三維圖形中特定的點(diǎn)、線、面進(jìn)行拾取,以執(zhí)行特定的操作。比較典型的操作過(guò)程是:選取操作對(duì)象,旋轉(zhuǎn)、局部放大或平移,執(zhí)行后續(xù)操作,這一過(guò)程完全是用戶和計(jì)算機(jī)圖形的精確交互。被拾取的部分圖形必須準(zhǔn)確地得到突出顯示,如變成不同的顏色或變得具有透視效果,這種圖形的交互式邏輯操作需要顯卡的硬件支持,而這就是Quadro FX的OpenGL硬件邏輯操作功能,而這一功能需要顯卡硬件對(duì)OpenGL的完美支持。對(duì)于GeForce顯卡的用戶而言,游戲過(guò)程中并不需要精確的圖形交互(在三維圖形環(huán)境下的直接、頻繁交互),因此,這種矢量圖形的硬件邏輯操作也是GeForce顯卡所不提供的。沒(méi)有硬件邏輯操作功能的GeForce顯卡在CAD軟件下,將此部分操作轉(zhuǎn)交給了軟件系統(tǒng),增加了系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
圖2 在Solidworks中拾取模型特定元素
區(qū)別3:重疊圖形處理
正如上文所講,CAD圖形交互過(guò)程中,用戶需要不斷與軟件系統(tǒng)對(duì)話,將設(shè)計(jì)參數(shù)、功能參數(shù)等數(shù)據(jù)提供給計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)也要將處理結(jié)果反饋給用戶,因此,在三維圖形界面下必須不斷彈出交互窗口,這些窗口往往與三維模型的場(chǎng)景重疊。你是否想過(guò):重疊部分的三維模型不用顯示,這部分?jǐn)?shù)據(jù)如何處理?當(dāng)用戶移走上層窗口,被遮擋部分的模型能否及時(shí)地復(fù)現(xiàn)在顯示屏上?新近被遮擋的模型能否及時(shí)地被移過(guò)來(lái)的窗口所覆蓋?這些問(wèn)題是計(jì)算機(jī)交互式圖形處理系統(tǒng)所必須考慮到的,而Quadro FX通過(guò)硬件楨緩存的形式智能地執(zhí)行這些操作,被遮擋的像素?cái)?shù)據(jù)將進(jìn)入硬件緩存,當(dāng)窗口移走,再?gòu)木彺嬷谢刈x像素?cái)?shù)據(jù),復(fù)現(xiàn)在屏幕上。
Quadro FX支持的硬件楨緩存和像素回讀功能非常強(qiáng)大,對(duì)于CAD軟件中的重疊圖形處理非常有效,而GeForce對(duì)此的支持則非常有限,要通過(guò)軟件系統(tǒng)進(jìn)行額外的運(yùn)算來(lái)完成。很多GeForce用戶有這樣的感受,在CAD軟件下當(dāng)彈出窗口較多時(shí),系統(tǒng)的反應(yīng)開始遲鈍,一些窗口移動(dòng)后,被遮擋的模型不能及時(shí)地復(fù)現(xiàn),需要等待一段時(shí)間;彈出菜單本該遮擋下面的圖形,但是正相反,下面的圖形遮擋了菜單……這些都是GeForce這樣的娛樂(lè)顯卡不能很好的處理重疊圖形問(wèn)題所造成的。
圖3 在CATIA這類CAD/CAM程序復(fù)雜的界面下要頻繁在模型環(huán)境內(nèi)彈出菜單,
有Quadro FX的支持不會(huì)影響模型的快速實(shí)時(shí)復(fù)顯
區(qū)別4:硬件加速的圖形剖切
三維設(shè)計(jì)軟件的好處之一就是直觀和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的可見性好,對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的三維實(shí)體我們經(jīng)常需要進(jìn)行剖切操作,以“窺視”產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或部件之間的連接關(guān)系,而且剖面也是工程圖形語(yǔ)言中必不可少的表述方式之一。Quadro FX的硬件架構(gòu)能對(duì)剖切操作進(jìn)行加速,提高操作效率,改善應(yīng)用體驗(yàn)。越是復(fù)雜的模型這種硬件加速就越能體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì),讓操作者體會(huì)“庖丁解牛”的快感。而三維游戲基本是用不上剖切操作的,用戶在三維游戲中看到栩栩如生的“魔獸”,只會(huì)感到緊張和刺激,卻絕不會(huì)關(guān)心“魔獸”的內(nèi)部結(jié)構(gòu),因此,面向消費(fèi)娛樂(lè)群體的GeForce就沒(méi)必要去支持硬件級(jí)別的圖形剖切加速。

圖4 在Solidworks環(huán)境下的剖切操作有了Quadro FX的支持流暢自如
區(qū)別5:動(dòng)態(tài)顯存管理和UMA
針對(duì)專業(yè)圖形的Quadro FX顯卡具備更為科學(xué)的顯存管理機(jī)制,當(dāng)進(jìn)行大型CAD圖形設(shè)計(jì)時(shí),顯卡會(huì)智能地分配管理顯存,首先保證CAD軟件需要,首先保證當(dāng)前模型、當(dāng)前視圖的需要,以保證正在進(jìn)行的工作流暢運(yùn)行。而GeForce用戶基本不涉及這個(gè)問(wèn)題,因此也不提供類似的顯存管理功能。其結(jié)果是,使用GeForce運(yùn)行大型三維圖形設(shè)計(jì)時(shí),256MB顯存的實(shí)際效果與同樣Quadro FX 256MB顯存的效果相差巨大,且同時(shí)運(yùn)行多個(gè)模型時(shí)GeForce的運(yùn)行效率大幅度降低。而且,Quadro FX支持UMA(統(tǒng)一顯存構(gòu)架)技術(shù),將禎、材質(zhì)和矢量數(shù)據(jù)統(tǒng)一存放在顯存中,并根據(jù)應(yīng)用需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整資源,提高了數(shù)據(jù)傳輸和顯存利用的效率,對(duì)進(jìn)行復(fù)雜外觀、場(chǎng)景設(shè)計(jì)的CAD和DCC用戶而言,UMA所帶來(lái)的效果非常明顯。
區(qū)別6:雙面光源處理
在計(jì)算機(jī)中顯示三維模型需要通過(guò)三角形或多邊性的面片,這些面片組成了多姿多彩的三維世界。而為了得到真實(shí)感的三維模型,必須考慮光源問(wèn)題,必須通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬自然界光源的反射、散射等效果。Quadro FX支持雙面光源處理,保證了當(dāng)CAD用戶旋轉(zhuǎn)不封閉曲面,或剖切封閉的空間時(shí),三維模型的另一面或內(nèi)表面同樣得到很好的光源處理,從而得到內(nèi)外兼具真實(shí)感的完整三維模型。GeForce用戶并不需要雙面光源處理,因?yàn)樵谟螒驁?chǎng)景中的三維物體僅僅需要處理對(duì)外顯示的面,而物體的內(nèi)側(cè)不需要顯示,因而不需要額外花費(fèi)資源進(jìn)行處理。這是三維CAD和三維游戲的需求明顯不同,因此,Quadro FX和GeForce在處理這一問(wèn)題時(shí)所采用的方式也明顯不同。


圖5 是否支持雙面光源在三維軟件里區(qū)別非常明顯
區(qū)別7:專業(yè)軟件認(rèn)證和優(yōu)化
為了保證在各種CAD/DCC專業(yè)軟件中獲得最佳表現(xiàn),Quadro FX全系列顯卡都額外進(jìn)行一項(xiàng)工作:專業(yè)軟件認(rèn)證。NVIDIA和大量的專業(yè)軟件廠商合作,包括Autodesk、PTC、DASSAULT SYSTEMES、Solidworks、Simense PLM等主流廠商,在Quadro FX的設(shè)計(jì)、檢測(cè)階段保證其在專業(yè)軟件中的良好、穩(wěn)定表現(xiàn)。在Quadro FX顯卡的驅(qū)動(dòng)程序中,專門針對(duì)不同的專業(yè)應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整,用戶選擇相應(yīng)的優(yōu)化方案后效能可以得到不同程度的改善。而這些工作是不會(huì)在GeForce顯卡系列上進(jìn)行的,理由很簡(jiǎn)單,成本會(huì)大幅度提升,而游戲娛樂(lè)用戶也不需要。

圖6 GeForce 8800GTX在AutoCAD下顯示其驅(qū)動(dòng)沒(méi)有經(jīng)過(guò)Autodesk公司的官方認(rèn)證,
因此無(wú)法獲得最佳運(yùn)行效果,也無(wú)法打開一些專業(yè)圖形特效

圖7 Quadro FX 1700等顯卡的驅(qū)動(dòng)程序?yàn)槌R姷娜SCAD/CAM和DCC程序進(jìn)行了認(rèn)證優(yōu)化
區(qū)別8:壽命周期和技術(shù)支持
工作站計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的更新周期不低于18個(gè)月,而家用娛樂(lè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的更新周期不會(huì)超過(guò)12個(gè)月。換句話說(shuō):一片Quadro FX顯卡在用戶那里即使連續(xù)服役超過(guò)1年半,也能應(yīng)付專業(yè)工作的需要;一片GeForce顯卡如果到了一年還不下崗,用戶恐怕無(wú)法享受市面上新的游戲了。兩者壽命周期的不同也導(dǎo)致了服務(wù)期限的不同,Quadro FX的客戶服務(wù)長(zhǎng)達(dá)3年之久,而服務(wù)范疇除了硬件方面的問(wèn)題外,還包括專業(yè)軟件和硬件平臺(tái)之間的兼容性問(wèn)題。GeForce顯卡的服務(wù)大多不超過(guò)6個(gè)月,有些廠商也宣稱三年,但使用超過(guò)1年的GeForce顯卡誰(shuí)還會(huì)關(guān)心服務(wù)呢?直接購(gòu)買新上市的產(chǎn)品顯然更劃算。
造成技術(shù)支持和品質(zhì)差異的另一個(gè)直接原因是Quadro FX和GeForce的制造和銷售模式完全不同。市場(chǎng)上所有的Quadro FX都是NVIDIA原廠設(shè)計(jì)和制造的,銷售商僅僅是貼牌,因此可以說(shuō)所有Quadro FX顯卡均保持了穩(wěn)定的品質(zhì)和一致的服務(wù)。而GeForce則不同,NVIDIA僅提供GPU和公板設(shè)計(jì),其制造、銷售乃至服務(wù)完全由各個(gè)顯卡廠商自行負(fù)責(zé),因此,GeForce顯卡的品質(zhì)完全取決于顯卡制造商的質(zhì)量控制和制造工藝 水平,而長(zhǎng)期的服務(wù)也不是普通顯卡制造商有能力提供的。因此,希望獲得穩(wěn)定品質(zhì)和持續(xù)支持的專業(yè)圖形用戶自然會(huì)選擇Quadro FX系列專業(yè)顯卡。
區(qū)別9:專業(yè)平臺(tái)下的性能差距
讓我們看看Quadro FX顯卡和GeForce顯卡在專業(yè)圖形系統(tǒng)下的性能到底有多大差距吧。我們采用通用的SPEC Viewperf來(lái)進(jìn)行測(cè)試,請(qǐng)看下面的表格。
表1 Quadro FX570與GeForce 8800GT的SPEC Viewperf分值對(duì)比 
測(cè)試平臺(tái)的其他配件都是一樣的,僅僅顯卡不同(驅(qū)動(dòng)程序不同,均關(guān)閉垂直同步)。Quadro FX570僅僅是入門級(jí)別的專業(yè)顯卡,而GeForce 8800GT則是高端娛樂(lè)顯卡,相比之下,8800GT的專業(yè)圖形性能最高不到Quadro FX570的60%,最低只有Quadro FX570的14%。
通過(guò)上文,各位應(yīng)該對(duì)Quadro FX相比GeForce的獨(dú)特性有所了解了吧。很明顯,針對(duì)三維CAD/CAM和DCC應(yīng)用的Quadro FX工作站顯卡不能僅用頻率、帶寬這類的硬指標(biāo)去衡量,其“內(nèi)藏錦繡”保證了專業(yè)三維圖形應(yīng)用的流暢運(yùn)行,并支持系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)特殊的專業(yè)圖形效果。
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