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“怪兽”出笼!nVIDIA与ATi在专业领

对于3D专业图形卡市场这个高端领域,如果说前几年还是很多品牌群雄割据的混乱局面,那经过几年来的激烈竞争导致的重新洗牌后,现在的市场已经是比较清晰的三分天下格局了。当今拥有研发制造能力的专业图形卡厂商主要是nVIDIA、ATi和3Dlabs这三家,像E&S这类昔日的专业图形卡巨头现在也只能在极有限的领域内继续存活,而另一些原来自己设计生产专业图形卡产品的工作站厂商,也开始在自己的图形工作站产品中大量采用前面三家厂商提供的专业图形卡。

在众多的专业图形卡产品中,3DLabs的Wildcat“野猫”系列无疑是最具贵族色彩的产品,这个几年前原属于Intense3D公司的品牌,以前一直以“性能最强的专业图形卡”而享誉图形工作站领域,当然其价格也是出了名的昂贵。3Dlabs近年来的设计研发能力明显萎缩,其自身开发的OXYGEN系列图形卡无论是性能还是兼容性都不能令人满意,加上价格又很昂贵,所以很自然的在竞争中败下阵来,3Dlabs只能选择收购Wildcat“野猫”系列来维持自己品牌在市场中的影响力。

我们曾测试过的“野猫2”和“野猫3”外形相当夸张

袖珍型“野猫”Wildcat VP

2002年算是“野猫”系列相当活跃的一年,年初包括Wildcat 6210和Wildcat 6110的“野猫3”系列推出(我曾作过相关的性能测试,有兴趣可参看“感受专业的魅力,最强PC工作站显卡的决战”一文),年中则有采用全新P10核心的Wildcat VP系列问世。Wildcat VP与传统的Wildcat系列相比在外形尺寸、内部结构以及价位上都有很大的差别,不难看出3Dlabs将Wildcat这一品牌普及化的意图非常明显。个人感觉Wildcat VP与我传统印象中Wildcat系列的高贵形象不太相符,一时还不太能接受它们也属于“野猫”家族;不过3Dlabs自己好像也没把Wildcat VP归入正统的Wildcat系列,因为10月他又推出了包括Wildcat 7210和7110在内的Wildcat 4系列,从命名中的“4”字样不难看出它们才是某种意义上的“正宗”新“野猫”,看来3Dlabs对Wildcat VP也仍旧是另眼看待的。

现在归于ATi旗下的FIREGL系列在专业图形卡领域也拥有光辉的历史,它原来一度属于当年的图形卡巨头DIAMOND,凭借多年积累的专业图形卡开发经验,FIREGL设计团队的实力一直也是非常令人尊敬的。以前FIREGL系列图形卡往往采用由三菱、IBM这些第三方厂商设计的图形芯片,在ATi接手后,FIREGL设计团队开始在ATi自己设计的图形芯片基础上开发新一代的专业图形卡产品,对于这种让娱乐级图形卡和专业级图形卡使用相同硬件架构的设计思路,你会发现它是在借鉴nVIDIA的成功经验。

FIREGL设计团队与ATi图形芯片的第一款结合产品就是FIREGL 8800了,它与Radeon 8500同属于R200核心架构,大家都很熟悉。与之前的FIREGL 家族相比,FIREGL 8800的售价便宜了很多,不过因为它的性能在市场上仅处于中游水平,所以也不太可能继续采用高价策略。作为OpenGL ARB组织的永久会员,ATi当然不甘于在专业图形卡市场屈居人后,采用R300核心架构的新一代FIRE GL系图形卡在去年末问世,即FIRE GL X1,与FIREGL 8800(现已更名为FIREGL E1)相比它的性能有了大幅提高,ATi正凭借它重新冲击高档专业图形卡市场。<

与Wildcat和FIRE GL这两个品牌相比,nVIDIA的Quadro系列图形卡论资历无疑要年轻的多,不过这并不妨碍它在专业图形卡市场获得成功。凭借自身出色的研发能力,加上与SGI战略合作获得的强大技术后盾,Quadro系列图形卡一经问世就以其出色的性能价格比优势给专业图形卡市场带来了极大冲击。几年下来,Quadro系列图形卡的性能获得了巨幅提高,它的专业软件兼容性也改进的日臻完善,nVIDIA的不懈努力为他带来了市场的广泛认可,它不仅占据了中低档专业图形卡市场的大部分份额,去年Quadro4系列的问世更让它成功渗入了高档专业图形卡市场,在我们的相关测试中其优异的表现给我们留下了深刻的印象。

nVIDIA追求成功的进取心是永无止境的,为了进一步拓展高档专业图形卡市场,同时在与竞争对手的对战中立于不败之地,nVIDIA于今年1月20日发布了他们的新一代专业图形芯片Quadro FX系列,它包括Quadro FX2000和Quadro FX1000两种产品,主要区别是Quadro FX2000的工作频率更高,而且还具备Genlock/Framelock功能。它们在提供了大量的新技术支持之余,也拥有Quadro系列前所未有的图形处理速度,致力于为计算机辅助设计(CAD)或数字内容创建(DCC)的专业用户提供理想的高性能图形解决方案。

Quadro FX系列的两款产品都基于NV30GL核心,据nVIDIA的工程师介绍它从开发之初就是为专业设计量身定做的,这也意味着Quadro FX与nVIDIA针对消费类市场,采用NV30核心的GeForce FX5800系列拥有类似的3D特性,也都是由TSMC使用0.13微米生产工艺制造。Quadro FX系列的主要特性包括第三代可编程的Vertex Shader和Pixel Shader引擎、完全128-bit精度的浮点像素渲染、硬件Clpping以及巨幅提升的线框处理性能等等。

按照nVIDIA的惯例,他仍将用两种方式向客户提供Quadro FX图形卡,即通过图形卡厂商这类合作伙伴供应零售市场和自己直接向DELL这种工作站厂商进行OEM供货,当然无论哪种方式,Quadro系列图形卡都是由nVIDIA自己控制生产,再发给各厂商包装出售,所以各种品牌的Quadro系列图形卡,从硬件到驱动软件都是由nVIDIA统一提供,并无区别。

在Quadro FX系列发布后一个月,我们终于先后获得了采用这一超强芯片系列的专业图形卡——Quadro FX2000和Quadro FX1000 ,我们对它们的性能到底比之前的Quadro4 980XGL有多大提高很感兴趣,另外也想知道和老竞争对手ATi的FIREGL X1相比,它们有多少优势呢?在寻找FIREGL X1时我们花了不少时间,因为这款ATi的旗舰级专业图形卡在国内很难找到,以至于我们甚至一度产生过放弃的念头。

虽然我们也曾想到了用Radeon 9700 Pro改造的“伪FIREGL X1”(事实上我们早就自己改造了一块)代替,但很快就打消了这个想法,如果是玩家自己改来用用也无不可,但对这种专业级测试来说,如果这么做无疑会失去整个测试的严谨性,对ATi一方也不公平,而且还是一种对读者不负责任的行为,所以我们选择了继续寻找。终于功夫不负有心人,我们从DELL那里获得了一台他们最优异的Precision 650图形工作站,它装备了一块FIREGL X1,这下总算解决问题了,我们的时间没有白费。

在后面的介绍和对比测试中,我们将力求揭示各款图形卡之间方方面面的异同点,另外,我们还将对DELL的Precision 650图形工作站也进行简要介绍,看看这个专业图形卡的栖身之地有什么吸引人之处,请各位读者跟我们来。<

我们这次收到的Quadro FX2000是来自丽台科技的产品,作为Quadro FX系列中的最高档型号,Quadro FX2000的体型相当的魁梧,它采用了AGP8X规格的显示接口,大尺寸的PCB板配上硕大的散热器,整体的体积可说是整个Quadro系列问世以来之最了,当然与“野猫 4”这类的传统专业图形卡相比它仍算是苗条的。

由图上你可以看到,Quadro FX2000在PCB正背两面配备的显存芯片上也都覆盖了大型的黑色散热片,它的PCB板型同GeForce FX5800 Ultra极为相似,也采用了12层的PCB设计,从其背面密布的元件可以看出,它的供电电路的设计相当的复杂,为了保证专业应用时的稳定性,这点是相当必要的。

Quadro FX2000的散热器并没有采用GeForce FX5800 Ultra那夸张的FX Flow散热系统,而是采用了较为传统的风道式设计,这不仅缩减了制造成本,也有利于降低工作噪声(实际使用中Quadro FX2000只在开机之初的2、3秒“高喊”一声,随即就安静了,运行大型3D程序时的工作噪声也不大,这方面无需担心),当然它的厚度仍非常的大,这致使Quadro FX2000仍需要额外占用AGP插槽旁一个PCI插槽的空间。

取下黑色的大散热器,Quadro FX2000图形芯片就暴露了出来,它的外形与GeForce FX5800 Ultra芯片非常相似,但标准工作频率为400MHz,比GeForce FX5800 Ultra的500MHz降低了不少,发热量当然也随之大幅下降,这既有利于进一步增强工作时的稳定性,也不必在散热措施上过于苛刻。<

与GeForce FX5800 Ultra一样,Quadro FX2000也配备了8片高速的DDR-II显存,容量总计128MB。显存芯片的具体规格是三星2.0纳秒,编号为K4N26323AE,它的工作频率与图形芯片同步为400MHz,对于这种规格的显存芯片来说显得相当的富裕,nVIDIA这么做显然是为了专业应用需要的绝对稳定性考虑的。

Quadro FX2000在供电形式上与GeForce FX5800 Ultra一样,它的功耗也很大,所以为了最大限度的稳定性同样需要外接电源,如果不接外接电源,Quadro FX2000仍可以正常进入操作系统,但是实际的运行频率会被大幅降低,并在显示驱动设定中出现没有接上外接电源的相应提示。

与nVIDIA其它的高档图形芯片类似,为了避免芯片过于复杂,Quadro FX2000的图形芯片内部也没有集成用于实现DVI输出的TMDS单元,所以为了实现DVI输出必须另外集成相应的元件,Quadro FX2000图形卡在PCB的正背面一共集成了3枚Silicon Image的Sil164CT64芯片,可以支持两个DVI显示接口,其中一个支持最大2048X1536的分辨率(由两枚Sil164CT64芯片协同工作实现),另一个支持最大1600X1200的分辨率,而在特殊的专业显示器配合下,Quadro FX2000甚至可以实现最大3840X2400的超高分辨率。

通过DVI转D-sub显示转接头,Quadro FX2000当然也可以支持两个普通的D-SUB模拟输出。另外,按照以往的高档Quadro图形卡的传统,Quadro FX2000也同时提供了一个3-针的Mini-DIN立体同步输出接口,可以用来连接3D立体眼镜。<

与之前的Quadro图形卡不同,Quadro FX2000还附带了一块翠绿色的“安装附加板”及几个附件,通过Quadro FX2000 PCB尾部的三个螺丝孔,全部装配起来在“安装附加板”末端可以构成一个安装辅助把手,某些情况下可以方便用户安装图形卡,在机箱内还可以起到一定防止重力变型的作用,这块附加板上的巨大nVIDIA标志非常醒目,同时还绘有简单的装配示意图。

看看将这块“安装附加板”与Quadro FX2000连接后的模样,整个板卡的长度达到了“野猫”这类全长卡的规模,这下在体型上Quadro FX2000终于也达到了传统专业图形卡的尺寸,那些认为专业图形卡就应该拥有夸张外形的用户现在可能也会满意了吧:)。

Quadro FX2000的驱动界面没什么特殊的,大致上与一般的nVIDIA显卡相同,当然它的OpenGL设置项仍旧是引人注目的,其中除了一些专有设定外,也不会缺少为那些专业OpenGL应用软件提供的优化设置,当用户需要使用某个软件时,打开相应的优化设置可以最大限度的发挥出硬件的优势,使该软件在运行时获得更优秀的性能、画质或兼容性,对于专业图形卡来说这正是它与一般消费类显卡区别的一个重要表现。

另外,Quadro FX2000还在驱动中提供了显示图形芯片工作温度的功能,这可以让用户随时了解GPU的核心温度,另外也可以自己设置一个温度限制值,当GPU的核心温度达到这个限制后可以自动降低运行频率,以免发生图形芯片过热导致工作不稳定。<

作为Quadro FX系列中的“小兄弟”,这块ELSA品牌的Quadro FX1000的外形显然要比Quadro FX2000“正常”的多,它也采用了AGP8X规格的显示接口,PCB的设计与Quadro FX2000相同,不过因为工作频率比Quadro FX2000有所降低,所以在散热措施上精简不少,除了取消了正面和背面的显存散热片,散热器的个头也小了一半以上。

Quadro FX1000的散热器构造与原来的Quadro4 980XGL非常接近,虽然外形不太相同,但厚度相似,这样它就不会额外强行多占用一条PCI插槽的空间了。Quadro FX1000图形芯片的构成与Quadro FX2000是基本一样的,但标准工作频率为300MHz,低工作频率带来的是发热量的下降,散热器运行时的工作噪声很令人满意,感觉和Quadro4 980XGL差不多。

Quadro FX1000配备了8片DDR-II显存,容量总计128MB。显存芯片的具体规格居然与Quadro FX2000完全一样,也是编号K4N26323AE的三星2.0纳秒,而它的工作频率仍与图形芯片同步为300MHz,2.0纳秒的显存芯片只跑300MHz?nVIDIA的这种搭配真是阔气:)。

尽管Quadro FX1000的工作频率较低导致功耗也大为减少,但是它为了最大限度的稳定性在供电形式上仍需要外接电源才能正常工作,如果不接外接电源,它也可以正常进入操作系统,但是实际的运行频率会大幅降低,并在显示驱动设定中出现相应提示,这点与Quadro FX2000一样。<

Quadro FX1000的图形芯片内部也没有集成用于实现DVI输出的TMDS单元,所以为了实现DVI输出在PCB的背面集成了2枚Silicon Image的Sil164CT64芯片,可以支持两个DVI显示接口,不过它在PCB的正面并没有像Quadro FX2000那样提供第三枚Sil164CT64芯片,所以就不能并行支持2048X1536的分辨率了。

Quadro FX1000通过DVI转D-sub显示转接头也可以支持两个普通的D-SUB模拟输出,并提供一个3-针的Mini-DIN立体同步输出以用来连接3D立体眼镜,这些方面它与Quadro FX2000并无差别。

Quadro FX1000的显示驱动设置界面与Quadro FX2000相同,它的OpenGL设置项中同样提供了为各种专业OpenGL应用软件提供的优化设置,用户在使用某个软件时可以打开相应的优化设置,以获得性能、画质或兼容性方面的提升,让用户在实际的工作中更有效率。<

在介绍ATi的FireGL X1之前,我们先来看看它容身的这台DELL Precision 650工作站,虽然它和我们的这次测试并无直接关系,但我想大家对了解一下这种图形工作站应该是有兴趣的,如果你不属此列也可以直接跳过:)。

DELL的Precision工作站系列按照不同档次分为350、450、650和M50四个种类,其中M50系列是笔记本型的移动工作站,而650系列则是DELL最优异的工作站产品,定位于3D可视化、科学计算以及高级工程设计。我们收到的这台Precision 650基本配置为双2.8G “至强”处理器、1GB ECC DDR内存、E7505芯片组主板(板载Ultra320规格的SCSI RAID控制器)、36GB Ultra320 SCSI硬盘,当然还有FireGL X1,估计售价在4万元以上,并不算贵。

Precision 650配备的19吋UltraSharp 1900FP 液晶显示器具备DVI数字显示接口,实际显示效果极为出色,不仅色彩鲜艳,而且可视角度和一般的CRT显示器无异,当然更不会存在低档液晶显示器可能存在的画面延迟问题,因此获得了我们评测室的一致好评,颇有点一旦拥有、别无所求的感觉,也可能是我们的欲望太低了:)。

这台DELL Precision 650的主机仍保持了DELL一贯稳重、严肃的深色调风格,银白色的DELL品牌标志镶嵌在主机下部的大型盾牌状造型上,显得力量感十足,右上方的开机键按下去手感很好(个人喜好),前面板上除了提供一般的音频、USD接口,还提供了一个IEEE 1394“Firewire”接口,为用户连接数字摄像机,进行视频编辑等工作提供了方便。

让我们绕到Precision 650的主机后部,大片的散热孔随处可见,这里除了一般的常见I/O接口外,还提供了一个千兆规格的以太网接口和第二个Firewire接口。位于右侧中部的大个开关是试图探索主机内部的关键所在,扳动它就可以打开Precision 650的机箱(当然是在机箱没有被上锁的前提下),不需要拆卸任何的螺丝,这有点像Power Macintosh G4,与一般的PC相比无疑更方便。<

让我们正式开启Precision 650的蚌壳式机箱吧,巨大的侧板在滑轨的约束下缓缓打开,一切都暴露在我们的眼前,请注意,本来各种连接线都是井井有条的束在一起的,不过在我们的“蹂躏”下已经变得杂乱无章,各位读者多担待了。

Precision系列工作站搭配的图形卡一般是较低档的FireGL E1,当然这方面是可以定制的,用户可以选择其它的专业图形卡,尤其是Precision 650,它除了可以搭配FireGL X1,也可以选择3Dlabs的Wildcat4 7110或nVIDIA的Quadro4系列,不过我注意到Wildcat VP没能出现在DELL的选择之列。在扩展槽方面,Precision 650还提供了3条64位100MHz的PCI-X插槽。

看到这个绿色的“大包”了吧,它在整个机箱内相当的显眼,摘下它就露出了两颗覆盖着大型散热片的2.8G“至强”处理器,当然还有两个大型的风扇,这种分离式的散热方案是DELL名为QuietCase的静音设计之一,其它还包括降噪硬盘滑轨、用于阻挡声音传播和空气流通的内置挡板等。

看看Precision 650的这些核心部件,两颗处理器呈90度排布,散热片的颜色截然相反。在处理器插槽旁是4个DIMM插槽,支持256MB至2GB的ECC DDR266内存或最多4GB的非ECC DDR266内存,随机安装的是两条三星原厂的512MB ECC DDR26内存,共同构成E7505支持的双通道内存工作模式。

通过上面这张系统硬件属性的截图,你可以对Precision 650了解更多,因为“至强”处理器支持“HyperThreading”技术,所以你可以看到系统中显示有4颗2.8G的Xeon处理器;磁盘子系统方面包括LSI Logic的Ultra320 SCSI RAID控制器和富士通的SCSI硬盘。需要特意说明的是,因为我们也试着把Quadro FX系列图形卡安装到Precision 650中,所以这张截图的显示设备中出现的是Quadro FX 1000,另外我们为了拷贝一些测试软件,所以还临时挂接了一块“酷鱼V”硬盘。<

在大致介绍了DELL的Precision 650工作站后,我们把目光正式投向FireGL X1,光看外形的话,这块128MB显存版本的FireGL X1和ATi面向消费类市场的Radeon 9700 Pro很相似,特别是从背面看几乎一模一样。其实这也不奇怪,FireGL X1和Radeon 9700 Pro在图形核心部分非常接近,整块板卡的布局设计基本一样,也都采用AGP8X显示接口,不过256 MB显存版本的FireGL X1外形要大得多,而且采用了AGP Pro显示接口。

FireGL X1与Radeon 9700 Pro采用了一样的黑色大型散热器,图形芯片的核心工作频率为325 MHz;PCB的正反面采用了8颗MicroBGA封装的DDR SDRAM显存,一起构成256bit的显存位宽,显存具体规格为2.8纳秒的三星(Samsung)芯片,其运行频率为310MHz,容量共计128MB。

虽然我们早知道FireGL X1也是采用R300核心,但还是决定去掉散热器来展现它的真容,FireGL X1的图形核心部分和Radeon 9700 Pro几乎一样,工作频率也相同,它们之间最大的差异在于驱动程序,但所有对专业软件的良好支持恰好也正体现在这里,无论是nVIDIA还是ATi,它们的专业卡本质上都是在售卖开发团队研发出的软件:)。

FireGL X1在供电部分提供了一个4针的外接电源接头,如果不通过它供电的话将不能正常工作,在开机时会有提示,这和Radeon 9700 Pro也是一样的。<

FireGL X1的R300显示核心已经集成了一个支持DVI数字输出的TMDS单元,但因为FireGL X1需要提供两个DVI数字输出,所以必须通过再集成一个附加芯片来实现,这方面FireGL X1并没有采用在PCB上直接集成的方式,而是插接了一块小型子卡。

我们拆下了这块子卡来一看究竟,子卡上集成了一块Silicon Image的Sil164CT64芯片,这点和Quadro FX 系列一样,除了ATi和nVIDIA,3Dlabs的“野猫”系列也采用Silicon Image的产品,它可说是专业图形卡中最流行的DVI支持解决方案。

在输出接口方面,这块128 MB版的FireGL X1只提供了两个DVI数字输出,通过DVI转D-sub显示转接头也可以支持两个普通的D-SUB模拟输出,但没有提供用于连接3D立体眼镜的输出接口,而256 MB版则具备3D立体眼镜接口,其实要实现这点也不难,只要通过在PCB上的扩展槽插接不同规格的子卡就可以了。

FireGL X1的显示驱动设置界面与ATi的消费类图形卡相比要简洁的多,因为定位的关系它不像Radeon 9700 Pro那样有大量关于游戏画质相关的设定项,而且驱动本身的体积也要小得多。FireGL X1的设置项中同样提供了为各种专业OpenGL应用软件提供的优化设置,选择相应的优化设置可以获得性能、画质或兼容性方面的提升,以达到提高用户实际工作效率的目的。<

在测试平台的硬件搭配上,因为所有参测的图形卡均采用了AGP 8X显示接口,所以我们在主板方面顺理成章的选用了采用E7205芯片组的主板,ASUS华硕的P4G8X Deluxe主板在我们以前的E7205主板横向测试中表现优秀,它足以为多个系统要求严苛的专业测试项目提供一个稳定强健的支持。CPU方面仍是3.06GHz的P4处理器,并应Maya Cg插件的要求搭配了总共1.5GB的内存,以尽量避免系统涉及磁盘操作,从我们的硬件配备来说,应该已经可以基本发挥出各款专业图形卡的实力了。

另外,因为DELL的Precision 650工作站的中途加入,我们也进行了以它为硬件平台的多项测试,当然由此也造成了这次测试过程的耗费时间进一步大幅增加。我们把一些Precision 650的测试成绩也列了出来,你可以趁此了解一下这种双处理器系统(标记为DUAL)在图形测试中的表现,不过双处理器提供的并行运算能力对于专业应用来说优势主要体现在最终的后期渲染过程,而对于由图形卡负责的即时操作基本并无帮助,所以对此不太了解的读者可能会觉得Precision 650的成绩并不如想象中的那样出色,实际上往往比我们自己构建的测试平台还稍低一点,毕竟双处理器系统的最大优势并不在此。

在测试软件方面,我们以刚刚发布的Viewperf 7.1和Cinebench作为基准测试软件,其中Viewperf的成绩始终是具有重要参考价值的。当然,基于实际软件的应用测试显然更为重要,我们这次使用了Pro/Engineer、Unigraphics和AutoCAD用于考察各图形卡的CAD类软件运行性能,使用MAYA和3D Studio Max考察图形卡DCC方面的性能。所有测试进行时,图形卡的显示驱动设置中都选择了相应软件的优化设置。<

作为一个专业的综合测试软件,SPEC Viewperf的地位如同3Dmark在消费类图形卡领域的地位一样,目前还没有一个更好的测试项目能够取代它。虽然Viewperf的结果曾引起一些争议,但这个基于实际应用设计的测试包依然很有意义,它简单易用、得分直观,让人能够很容易得出产品在某个方面的优劣。当然三维制作开发软件种类非常多,侧重面也不尽相同,仅仅凭借一个综合测试包肯定无法达到全面测试的目的。本来这次测试仍是使用Viewperf 7.0,可就在测试基本完成时,SPEC又正式推出了Viewperf 7.1,几乎所有的测试包都得到了升级,尽管变化好像不是很显著,但我们还是决定放弃原来Viewper7.0的测试成绩,使用Viewperf7.1重新测试所有图形卡。请注意,Viewperf 7.1与老的Viewper7.0的结果会有不少差异,两者的测试成绩不具可比性。

3ds max-02

3ds max-02依然使用了来自3ds max3.1的数据包,虽然SPEC号称对Viewperf 7.0进行了全面升级,3ds max-02并没有带给我们足够的改变,至少从模型以及测试上依然如故。这个测试使用了两种光照模式以反映一系列3ds max用户的潜在需求,复杂度高的模型使用了5个到7个位置光源,中等复杂度也会用到2个位置光源,以反映通常的使用情况。测试包几乎包含了3ds max用户可能遇到的所有情况,通过调用OpenGL将数据通过图形子系统显示。

从测试的结果看3ds max-02的得分普遍比以前Viewper7.0中的3ds max-01低了不少,不过Quadro FX2000的成绩依然让我们欣慰,凭借更好的架构以及优秀的驱动,它遥遥领先的势头表现出了新一代王者的风范,多光源的处理能力加强是Quadro FX2000表现优秀的基础,Quadro FX1000由于频率稍低,位居次席并没有任何意外。Quadro4 980XGL比我们想象的表现更好,虽然在架构上存在差距,但得分已经让人欣慰,它甚至超过了技术比它更为先进的FireGL X1,nVIDIA在OpenGL架构以及效率方面的技术优势依然难有敌手。

drv-09

drv-09对应的是DesignReview软件,它是用来评估那些拥有管道、设备以及I-beam、HVAC导管、电气线路的3D工厂模型用的软件包。DesignReview允许用户多种操作视角,用来帮助设计团队来确定管线的交错、定位模块,这些对专业的设计人员很有用,但不是我们需要讨论的范围。

drv-09测试包使用的模型来自一个炼油厂的实际模型,容量非常大,考虑到效率,使用了高维曲面对象,并且根据显示需要进行剪切,让屏幕上看不到的像素不进入渲染管道,节省硬件资源同时提高运行速度,为此模型使用了显示列表,加重了处理器的负担。测试数据包中的着色模型具有42821个多边形,包含了367178个顶点,线框模式下由1599755个顶点构成了94275个多边形,是一个特别强调多边形处理能力的测试,强大的三角形处理能力会让图形卡在此获益。Quadro FX2000无疑优势占尽,频率以及架构上的优势将它推上了测试成绩的最高峰,Quadro FX1000和Quadro4 980XGL的表现依次降低,FireGL X1垫底。<

DX-08

DX-08对应的是Data Explorer软件,作为在科学应用可视化领域的重量级软件,Data Explorer使用了客户端-服务器端的数据流驱动模式,主要用在一些Unix工作站中,自2.1版本开始提供了对OpenGL的支持。

这个测试包通过将经过一个向量场的离子轨迹可视化来达到测试的目的,图像中的管子在某点的宽度代表离子在此的速度大小。模型用到的三角形并不多,30万个顶点构成了3000个三角形,这对于目前的图形卡来说并不太困难,即便是速度稍低的图形卡也能够表现自如。因为没有涉及到光源处理,Quadro系列三块图形卡的得分有趋近的趋势,而FireGL X1得分较低,即便是与Quadro4 980XGL相比也只有它的一半多而已,按理说FireGL X1的实力应该不至于此,估计是驱动影响了FireGL X1的性能发挥。

Light-06

Light-06借用了我们十分熟悉的Lightscape软件,具备实体光照界面的优先散射算法,能够精确模拟整体照明效果。系统包含两个独立的视觉模块,主要的模块使用进程散射技术,可以生成与视觉无关的光线穿过一个场景的散射效果,包括非直接照射、软阴影、以及面之间的颜色交错变换。后期则通过光线跟踪技术进行处理,可以为散射计算的特殊视角加入镜面高亮、反射以及透明效果。与一般的同时计算不同的是,Lightscape使用了预先处理算法,提前计算在场景中的散射能量,并将这个结果存储为一个模型,并即时显示,因此Lightescape在处理类似的场景时候效率很高,成为这方面的翘楚毫不奇怪。

光照的算法模式决定了这个测试的瓶颈在于处理器,光线计算的复杂性会让任何强悍的处理器不堪重负,这个测试与其说是在测试图形卡,还不如说是在测试处理器。测试得分也反映了这一特性,所有图形卡的成绩相差都不是很大,特别是Quadro系列三块图形卡基本没有区别,唯一较大的差异出现在FireGL X1上,考虑到Lightscape的独特运算方式,FireGL X1的OpenGL三角形生成能力不足让它落在了后面。<

Proe-02

Proe-02对应的是Pro/Engineer软件,它作为一个模型造型巨匠,似乎特别喜欢在三角形数量方面下功夫,一个稍微复杂一点模型的顶点数量就动辄数百万个,对系统的变态要求如同这个软件在造型业拥有的地位一样高的让人吃惊。

Proe-02这个测试包中汽车模型的复杂度超过了一般系统的处理能力,390万到590万个顶点让即便速度更高的系统也相当的吃力,即便是通过隐面消除算法的线框模式,也拥有485000到160万个顶点,对处理器的要求可见一斑。最后的测试结果也印证了我们的判断,首先是Quadro系列三块图形卡的得分仍旧是从高到低逐渐递减,处理器决定了他们的差异不可能特别显著,FireGL X1则继续落后,它的表现与前面的测试类似。

ugs-02

ugs-02对应的Unigraphics同样是个定位高端的CAD软件,这项测试与Unigraphics V17的APC测试包使用了一样的模型,提供了着色模式、半透明着色模式以及常见的线框模式一共三种模式下的测试,其中线框模式还在普通模式以及反锯齿模式之间进行了对比。ugs-02的测试模型虽然没有Proe-02的模型那么变态,对系统的要求却一点都不低,当然这个测试包的测试项目没有Unigraphics的APC测试包那么细致。

成绩分布十分均匀,Quadro FX2000依然一枝独秀,Quadro FX1000紧随其后,但是得分差异显然没有他们频率差异大,从这个意义上说Quadro FX1000反而更值得选择。Quadro4 980XGL的表现虽不算抢眼,能够取得Quadro FX2000 60%的成绩已然不易。在这个测试中FireGL X1表现较好,它的成绩与Quadro FX1000非常接近,明显超过了Quadro4 980XGL。<

Maxon的CineBench 2003是款新近问世的专业OpenGL测试软件,我们接触它针对的Cinema4D软件的机会并不多,这次CineBench 2003的适时推出倒给了我们一个认知的机会。稍显遗憾的是,这款测试软件的场景测试简单的让我们有些吃惊,粗糙的模型除了多边形数量较多外,简单的造型总让人觉得CineBench 2003还显得比较稚嫩。

尽管如此,CineBench 2003依然有它的优势所在,包括对最终渲染的测试让它在众多专业测试软件中显得尤为突出,更让人高兴的是它考虑到了专业应用平台使用多处理器的广泛性,渲染测试中使用了多线程,并且宣称对Intel的超线程技术进行了优化,可以真实反映多处理器系统的渲染性能状况。考虑到我们这次测试中加入的DELL Precision 650工作站,CineBench 2003对它再适合不过,我们也借机对比了双2.8GHz“至强”打开超线程以及不打开超线程的测试成绩,并且与3.06GHz的P4平台进行了对比。

CineBench 2003测试的项目比较繁多,我们有针对性的选取了其中的三个,一共提供了四个对比图表,实际上对OpenGL HW_Lighting的评定是一个综合得分,我们不对它做仔细分析,其中包括的两个场景得分是构成它的基础,那才是我们关注的重点。

Pump Action(Scene1)场景试图模拟一个真实场景,37000个多边形总共构成了1064个对象,场景的复杂性导致多边形重叠十分严重,作为单纯的多边形测试项目显得有些不够恰当。

得分与我们的预期一样,Quadro FX2000仍然是一马当先,但是软件编写的效率还没有能让它达到大幅领先的水准,其它几块图形卡的得分都相差不大。

City_gen(Scene2)如同这个名字所暗示的一样,简直就是一个多边形的简单堆积,让人看不到任何新奇之处,70000个多边形以及数量稍少的对象数量成了多边形生成怪兽的最爱。

这项测试看样子最合Quadro FX2000的胃口,借助强悍的多边形生成能力,领先幅度有拉大的趋势,FireGL X1这次表现不错,一举跃升到了与Quadro FX2000很接近的水准,Quadro FX1000也相差不大,只有硬件架构上较为落后的Quadro4 980XGL被大幅甩在了后面。

最后这个关于渲染的测试其实与图形卡无关,对多处理器支持的优劣才是我们关注的焦点,渲染的图像一共使用了35个光源,其中的16个甚至使用了阴影贴图以及软阴影投射,即便是3.06GHz P4处理器,这幅分辨率并不高的渲染图像依然要耗去93.7秒。Precision 650的成绩显然非常优秀,这个双“至强”处理器系统的渲染时间比我们3.06GHz P4系统缩短了将近一半,而在打开它的“超线程”功能后成绩还获得了进一步提高。<

AutoCAD要算是使用最广泛的CAD软件了,尽管最新的AutoCAD2004已经开始进入零售渠道,但这次测试仍基于更流行的AutoCAD2002。我们没有选择Autodesk的测试包,而是按照习惯使用CADALYST测试包,它不仅使用广泛,而且其权威性也已经得到了大家认可。

测试用的模型全部取自AutoCAD提供的模板,我们无法得到各个模型的具体信息,与通常的CAD类测试软件一样,最终的成绩也是对比标准参考平台得出,测试中没有开启线框反锯齿模式。

从测试的结果上看,Quadro FX系列依然表现出色,尤其是Quadro FX1000,它在3D线框模式下居然还稍稍超过了Quadro FX2000,令我们稍感惊讶,不过Quadro FX2000很快就在3DGouraud测试中再度扳回了自己的优势地位。Quadro4 980XGL的表现也不错,落后很少,FireGL X1又一次落在了最后,尤其是在3D线框模式。<

与前面的AutoCAD相比,定位高端CAD应用的Pro/Engineer无疑要更为专业的多。SPEC在Pro/Engineer 2001测试包开发方面引用了外援,与专门进行性能测试软件研发的Cognitive Advantage公司的合作造就了这个要求变态的测试包,无论是从测试包的体积、测试时间或者对系统资源的吞噬,都无疑是众多类似测试中最疯狂的,而且对系统I/O方面也很严格,经常伴随着文件读写以及转换的漫长等待。

测试包使用了一个比较真实的赛车模型,顶点数量达到惊人的390万-590万个,再快的图形卡应付起来也不容易。需要说明的是,这项测试的得分不是通常的绝对分值,而是与一个基准系统(配置为Pentium III 1GHz/840芯片组/Quadro2 Pro/Windows 2000 SP2/1GB RDRAM PC800/18GB Quantum Atlas2 10K)对比得出的相对值。

从测试得分看,尽管具有更强大的三角形生成能力,Quadro FX2000与Quadro FX1000相比优势极小,无论在线框加速还是在渲染加速方面,两者的水准都十分接近;FireGL X1的表现也不错,只不过落后Quadro FX系列一点而已;Quadro4 980XGL在这个测试中有较为明显的落后,但性能仍能达到Quadro FX2000 70%的水平。<

3ds max是最流行的3维动画制作软件,其5.0版本中提供的Benchmark测试包总共拥有16个小项目测试,数量显得十分壮观,它的得分按照帧数高低评定,最后的两个总分值来源于不同的综合得分计算方式,而并非进行了额外的测试。

在3ds max的驱动选用方面,我们对所有图形卡均采用各自针对3D Studio Max的专用驱动;Quadro系列搭配Maxtreme 4.00.26版,FireGL X1则是使用MAXimum 6.13.10.1028版,并在驱动中进行尽量相同的设置。

4viewports

这个测试采用3ds max中最常用的4窗口模式,分别是全景、顶视、前视以及侧面视角。虽然使用的模型在外形上并不是太复杂,但总数量高达1万个面的场景处理起来也并不是那么简单,四个窗口的联动更是让处理器的难度增加不少,对图形卡的线框加速能力是一个考验。

这个测试中Quadro FX系列胜得相对轻松,Quadro FX1000表现出色,而Quadro FX2000的频率优势并没能在这个测试中转换为性能优势。Quadro4 980XGL也还不错,成绩与FireGL X1咬得很紧。。

8direct

8direct是光源测试的第一个项目,8个直射光源的计算看样子还无法对目前的图形卡造成真正的威胁,测试的几快图形卡得分都还不错。这个测试中,Quadro FX2000的威力再度爆发出来,与Quadro FX1000与FireGL X1相比领先的优势十分明显,而Quadro4 980XGL被落在了最后。

8omni

8omni测试中8个散射光源来回移动所带来的向量运算量的增加要比想象的大,更高频率的Quadro FX2000表现优秀也在意料之中,整体的胜负趋势与8direct测试中基本一样。

8spot

8spot测试中8个点光源的移动显然更需要强悍的计算能力,特别是随着场景复杂度的增加,光源移动所带来的资源消耗高得惊人,这依然是目前3D图形领域所要解决的难题。借助强悍的浮点以及向量处理能力,Quadro FX2000位居榜首并不让人奇怪,Quadro FX1000的成绩则与FireGL X1非常接近。<

blitting

按照测试包编写人员的说法,一个物体在移动的时候,有时只有它本身与周围很小范围内的像素是发生变化的,也就说,在进行移动的时候,可以通过对前一帧不变区域的拷贝来加快后一帧显示输出速度,blitting测试正是针对这方面进行的。从测试结果来看,Quadro FX2000仍旧领先,Quadro FX1000稍逊,FireGL X1与Quadro4 980XGL成绩非常相近双双落后,当然Quadro4 980XGL稍好。

dualplanes

dualplanes测试与blitting测试一样是个测试图形卡效率的项目,与单纯进行速度测试的项目相比显得不太一样,测试通过物体移动过程中不将静止物体进行重绘来达到提高显示效率的目的。

dualplanes测试的结果与blitting测试并不相同,Quadro FX2000居然微幅落在了Quadro FX1000之后,不过几帧的差距对于总共700多帧的结果来说实在太小,只能说在这个测试中,Quadro FX2000与1000效率类似。FireGL X1的成绩位居中游,它和Quadro4 980XGL比起来倒是颇有优势。

Geometry1

Geometry1测试意味着开始了几何方面的测试,测试模型尽管不够华丽,但还是会让不少图形卡感受到压力,几块图形卡之间的差距开始大幅拉开,Quadro FX2000凭借强大的运算能力取得了这个艰难测试的胜利,Quadro FX1000与Quadro4 980XGL的成绩依次降低,令人意外的是FireGL X1的得分低得离谱,居然只有Quadro4 980XGL的一半不到。

Geometry2

Geometry2测试大体上与Geometry1类似,但是增加了不少分离的物体,一方面可以增加处理难度,另外一方面则是从效率上考虑增加测试的处理难度。这项测试中所有图形卡的得分直线跌落,最快的Quadro FX2000也只有40帧左右,FireGL X1的表现仍旧不佳。<

multitex

这个测试主要用来考察静止以及动态多重材质特性,即便是最快的图形卡,总共100帧的画面依然需要不少耐心等待最后的结果。处理器在这个测试中也扮演了十分重要的角色,共同的平台让最后得分差异不大,不过FireGL X1还是找到了表现的机会,获得了小幅的领先。

rasterize

rasterize主要测试纯粹的光栅处理能力,测试的场景通过移动取景镜头对场景进行重建,由于每一帧必须进行重绘,比较消耗资源,不过场景并不复杂。这次依然是FireGL X1领先,从而延续了它在上一个测试中的优势,几块Quadro系列显卡之间没有太大的差别,当然仍是Quadro FX2000最快。

textured1

textured1测试对图形卡的填充率要求相对较高,Quadro FX2000重获第一,不过FireGL X1也相差不多,Quadro FX1000则和Quadro4 980XGL成绩接近。

textured2

textured2测试主要用来模拟游戏中的实际应用情况,无论在模型还是材质方面都更加复杂,但多边形数量并不多。最后的结果几块图形卡都相差不大,Quadro FX1000与Quadro FX2000非常接近,Quadro4 980XGL略低,FireGL X1排在了最后。

textured3

textured3用来测试另外一方面的应用,变化的多边形配合材质处理性能是这个测试的主要目的,这个测试相对简单,成绩分布具有较大的统一性,FireGL X1以极微弱的优势获得了第一。<

wireframe1、wireframe2

测试的模型都来自Geometry测试包,虽然换成了线框模式,但在顶点以及多边形数量方面并没有多大变化。凭借优秀的线框加速能力,Quadro FX2000牢牢占据了榜首,位居中游的FireGL X1则与Quadro FX1000互有胜负,Quadro4 980XGL在这方面处于劣势。

综合评定

最终的综合评定得分基本体现了几块图形卡的性能趋势,Quadro FX2000毫无疑问是最优秀的,Quadro FX1000稍逊一筹,FireGL X1则和Quadro4 980XGL差不多。<

这次是真正基于实际运行Unigraphics V17软件的测试了,Unigraphics作为高档的CAD软件,其测试中对系统的要求也很严格。测试中使用的这个APC测试包的开发者拥有20年的CAD设计经验,虽然在推出的当时绝对是极端消耗资源的怪物,但在新一代图形卡的驱动下已经容易了不少,不过拥有40万个顶点的发动机以及超过20万个顶点的装配模型也不是好对付的,即便是目前最快的X86平台运行这个测试仍不算太轻松。

这个测试的计分方式与前面的Pro/Engineer 2001测试类似,也是一个与标准测试平台(配置为PIII700/440BX/512MB ECC SDRAM/9GB Quantum Viking Ultra2 SCSI/FireGL 1)的对比值,按几何平均得出最终结果。由于实际应用的综合性,得分又分为三个子系统:Graphics、CPU-intensive和I/O intensive,考虑图形卡测试的倾向性,我们只提供Graphics项的得分对比。

各图形卡的成绩分布在意料之中,Quadro FX2000凭借OpenGL下的高三角形生成率再度获得第一,FireGL X1 的成绩稍差,Quadro FX1000排在了第三的位置,Quadro4 980XGL则落在了最后。<

作为在DCC领域最具影响力的软件之一,Maya的强大世所公认,不过价格的高昂似乎也是高端软件与生俱来的特性,不过前段时间Maya进行了大幅度降价,这也使它可以进入更多3维设计师的掌中。刚刚问世的Maya 5.0新增了不少令人称赞的先进特性,它的出现意味着maya又向前迈进了一大步,其无限制版本6999美元的售价与以往相比也并不算贵

影视制作领域是MAYA大显身手的好地方

针对Maya的测试软件很少,我们这次使用的测试包比较独特,步骤与专门的测试软件有所不同,它与Maya本身的结合非常紧密,测试一共分为线框、着色、材质以及材质加光照四个模式,共同对图形卡的速度进行评定。

测试包虽然动用了69060个顶点,但线框模式下对目前这些三角形生成怪兽并不能造成多少威胁,Quadro FX2000无疑是最出色的,凭借强大的三角形生成能力获得第一,Quadro4 980XGL这次表现的令人惊讶,Quadro FX1000与FireGL X1都不是它的对手。

在着色模式下,所有图形卡的测试分数都大幅跌落,Quadro系列的三块图形卡得分十分相近,FireGL X1明显落后。

在随后的材质模式下,胜负情况基本与着色模式类似,Quadro系列得分相近,而FireGL X1再度大幅落后。

最后一项测试最为复杂,材质与光照模式的结合让这些图形卡都显得相当的吃力,位居最末的Quadro4 980XGL甚至跌落到6.9帧,Quadro FX2000在这种艰难的测试中充分展现了强大实力,FireGL X1虽然甩开了Quadro4 980XGL,但与Quadro FX1000相比依然还有不少差距。<

Vertex Shader以及Pixel Shader的引入的确是图形领域的一大进步,不过它们的推广依然需要时间,目前OpenGL还无法对Vertex Shader以及Pixel Shader提供支持,较老的T&L引擎依然是主流,这就是为什么许多新的专业图形卡在目前的软件测试中并不能取得非常大优势的原因之一。在软件跟不上硬件发展的情况下,如何让软件开发商更容易利用上现成的硬件特性就成了硬件厂商的当务之急。

nVIDIA的CG语言就是为了让软件开发商更好利用图形硬件的先进特性而生的,3ds max成了nVIDIA首先攻破的目标,而针对Maya的Cg Plug-in则是这个成果的进一步延伸,下面将对这个插件的安装和使用进行点简单的介绍。

尽管具体的操作程序并不复杂,但仍有些必须强调的地方,安装好Runtime Component以及Maya Cg Plug-in之后,必须在Maya的插件管理界面上选择Maya Cg Plug-in自动载入。

接下来的运用变得十分简单,熟悉Maya的用户更是能够驾轻就熟,选择映射材质的方式要比3ds max中方便得多,然后就可以对一些参数进行调整,或者自己根据需要选择相应的Shader。从得到的一些资料上看,这些Shader还大部分只支持VertexShader 1.1。在材质赋予方面的简单并没有延展到对Shader程序段的编辑方面,Maya Cg Plug-in并不提供直接的编辑,如果你愿意并且有一定的编程基础,可以直接用notepad打开文件进行编辑,倒也十分方便。

Maya Cg Plug-in的效果非常出色,尽管我们以前有过3ds max Cg Plug-in的测试经验,但在Maya上表现出来的颜色锐利度和准确度都超出了我们的预期,与3ds max Cg Plug-in的表现相比,Maya在精度方面的大幅提高让Cg Plug-in给人的印象更为深刻和直接。<

在我们这次进行的多项涉及数字内容创建以及机械设计的测试中,Quadro FX系列表现出的优异性能令人印象深刻,尤其是Quadro FX2000的强大真是傲视群雄,nVIDIA通过它再度拉开了与竞争对手的差距,牢牢占据了最强专业图形卡的宝座。Quadro FX1000的表现也不错,尽管它的实力不如Quadro FX2000,但这与它的市场定位完全相符,而且你可以通过测试发现在有些方面它并不比Quadro FX2000逊色。对于ATi的FireGL X1,它要想对抗Quadro FX2000显然还不够,与Quadro FX1000倒是比较接近,综合来看它目前表现出的水平大致比Quadro4 980XGL稍高,其潜力还有待于进一步发掘。

对于Quadro FX和FireGL X1这类新型的图形卡来说,它们因为已经取消了专用T&L单元,所以执行采用T&L引擎的应用时需要通过Vertex Shader单元来模拟T&L单元运行,而目前绝大多数专业3D图形软件仍只能支持T&L,所以Quadro FX和FireGL X1在Vertex Shader方面的性能以及Vertex Shader模拟T&L的效率将一起决定他们在专业3D图形软件中的表现。FireGL X1具备的Vertex Shader数量比Quadro FX系列更多,可它即使与运行频率相近的Quadro FX1000相比也没能取胜,这说明尽管FireGL X1在Vertex Shader的理论处理能力上会优于Quadro FX1000,但实际Vertex Shader模拟T&L的效率却要低不少,看来FIREGL设计团队对于ATi图形芯片的硬件架构还不能做到掌控自如,他们还需要更长的磨合期,也许等基于R350核心的新FireGL产品问世时情况会有所改观。

在价格方面,目前Quadro FX2000的报价约为15000元左右,Quadro FX1000要便宜得多,大概在10000元左右,FireGL X1的国外售价约为749美元,不过没有进入国内的零售市场。对于要求获得最强处理性能的用户来说,购买Quadro FX2000应该不会失望;而Quadro FX1000具有与Quadro FX2000几乎相同的新功能特性,只是在性能上稍逊,考虑到它价格上的明显优势,确实是个相当不错的选择。经过仔细考虑,我们决定授予Quadro FX1000“编辑选择奖”。

最后要说明的是,对于专业3D图形卡来说拥有强劲的性能只是一方面,它在运行各种专业3D软件时的兼容性也同样重要;因为专业3D软件的复杂和专业性,加上种类和数量也很多,所以一般的评测机构都很难进行全面细致的兼容性测试。为了消除用户在这方面的疑虑,所有设计生产专业3D图形卡的公司都会把它们的产品送到那些制作专业3D软件的公司去进行兼容性认证,因为这些公司肯定最了解自己亲自设计的软件,让他们评估一款图形卡是否在运行自己的软件时有兼容性问题再适合不过了,而且考虑到对使用自己软件的用户负责,软件公司对于专业3D图形卡的测试认证也是相当严格的。

我整理了一下Quadro FX系列目前通过认证的专业CAD和DCC软件,名单如下:

这份软件名单几乎涵盖了大多数这方面的主流软件,足以说明Quadro FX系列在软件的兼容性上已经很完善了,而且nVIDIA还会不懈的继续改进自己的驱动程序,以便让Quadro FX系列通过更多的专业软件认证,使之获得更广泛的应用范围,以nVIDIA的研发能力,我们相信他在这方面的努力一定会使Quadro FX系列变得更加优秀。<

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