Hodnocení nejlepších grafických karet pro 3D modelování a grafiku pro rok 2022

Koncept vykreslení trojrozměrného (3D) modelu implikuje jeho výpočet a vizualizaci ve virtuálním prostoru. Takový výpočet je spojen se zobrazením stínů a barev objektu, texturou jeho povrchu, dodržením tvarů a rozměrů. Pro zobrazení modelu na obrazovce musí speciální program spojit všechna data zadaná uživatelem s přihlédnutím k úhlu kamery a pořídit snímek. Kombinace těchto procesů, nazývaná rendering, je extrémně náročná na počítačový systém. Tradičně se to vše provádělo prostřednictvím centrálního procesoru, ale dnes speciální programy (grafické editory) „přenášejí“ část výpočtů na grafickou kartu. Tato metoda výrazně odlehčuje systém jako celek a je rychlejší.

Grafické karty pro renderování

Na grafickém procesoru grafické karty je výpočet mnohem rychlejší, protože to je jejich hlavní účel. Například grafická karta za 400 USD vykreslí scénu rychleji než výkonný 22jádrový procesor za 3 500 USD.

Moderní grafické karty pro vykreslování mají následující výhody:

1. Jsou schopni zpracovat daný model vysokou rychlostí;
2. Pro urychlení procesu je možné jich do systému nainstalovat několik najednou.

Mezi nevýhody patří:

1. Každá grafická karta má limity video paměti;
2. Současné ceny dobrých karet jsou neúnosné kvůli těžařské hysterii.

Pokud lze RAM pro systém jako celek zvýšit na určitou velikost, pak tato metoda není vhodná pro grafickou kartu. Kolik čipů je připájeno ve výrobě, tolik video paměti bude vždy na kartě - tuto paměť nelze zmenšit ani zvětšit. Videopaměť je samozřejmě rychlejší než RAM, protože. není obsazeno mnoha procesy třetích stran. Není však možné hospodařit pouze s velkým množstvím paměti na vozíku, rychlost zpracování bude záviset také na výkonu grafického procesoru na něm nainstalovaného.

Několik grafických karet lze také použít bez škálovatelného rozhraní (režim provozu dvou nebo více grafických karet na jedné úloze). Absence takového režimu vám umožní používat počítač v normálním režimu prostřednictvím jedné grafické karty, zatímco druhá (zbytek) pracuje na vykreslování scény.

DŮLEŽITÉ! Pokud to základní deska umožňuje, je možné k ní pomocí adaptérů připojit až 6-7 grafických karet.

Video karty pro úpravu videa

Proces úpravy videa je přirozeně pro grafickou kartu poněkud méně náročný než výpočet trojrozměrných modelů. Pokud potřebujete upravit nepříliš složitá videa, pak stačí model od Nvidie s podporou CUDA. Pro většinu úkolů v editoru Premiere Pro budou fungovat dobře. Je třeba poznamenat, že zpracování fotografií a videa nevyžaduje výkonné video zařízení, zejména s technologií QUADRO. Pro tyto účely je docela vhodný průměrný vzorek s režimem sledování paprsku. Pokud však pracujete s videem v režimech 4K / 8K, možná budete potřebovat dražší verzi.

Rozdělení karet podle typů

Profesionální modelky

Jejich hlavní odlišností od spotřebního zboží je podpora různého softwaru (SW).Karty řady AMD FirePro nebo Nvidia Quadro jsou speciálně navrženy pro zvýšený výkon při práci se speciálními programy a mají nejvyšší zaručenou kompatibilitu s editory profilů od předních softwarových vývojářů. Profesionální modely jsou mimo jiné dlouhodobě pilně podporovány vývojáři softwaru, což z této techniky dělá dobrou investici. Za zmínku stojí, že vzorky profesionálního segmentu jsou důkladně testovány v odpovídajícím softwaru a jednotlivé verze takového softwaru nebudou vůbec fungovat, pokud nenajdou speciálně navržený hardware, který potřebují.

Zároveň někteří vývojáři softwaru jednoduše odmítnou řešit problémy a podporu, pokud zjistí, že jejich software fungoval s hardwarem, který pro něj nebyl určen. Tato situace se může stát nepřekonatelnou obtíží, pokud je třeba za určitou dobu odpracovat velké množství práce, což bude znamenat jasný výpadek příjmu, tzn. ušlý zisk z podnikání.

Spotřebitelské modely

Takové možnosti se mohou dokonale projevit při řešení každodenních problémů nebo v herních aplikacích. Jsou docela schopné produkovat dobré výsledky při zpracování fotografií nebo střihu videa a některé modely (například RTX 2080Ti) jsou na takovou práci úplně přehnané. Stejné modely budou vykazovat dobré výsledky při vykreslování her, ale postrádají funkce, které jsou nezbytné pro profesionální 3D modelování. Spotřebitelské varianty jsou v zásadě vhodné pro hry a zpracování videa nebo fotografií při dobré rychlosti, ale chybí jim potřebné množství video paměti pro práci ve specializovaných aplikacích pro 3D modelování.

CUDA jádra od Nvidie

Jádra CUDA jsou speciální výpočetní jádra, která jsou součástí řady grafických karet Nvidia. Tato technologie je exkluzivní a je prezentována pouze v produktech této společnosti. V zásadě se nejedná o vyhrazený prvek pouze pro grafické zpracování, ale představuje spíše jakousi univerzální sílu, kterou může videočip využít ke zpracování různých úkolů podle potřeby. Většina moderních softwarů určených pro práci s grafikou již byla upravena tak, aby tato jádra využívala co nejefektivněji, takže čím více jich bude na video chipsetu, tím rychleji se modely vykreslí.

Například nejoblíbenější a nejmodernější vykreslovací algoritmy, jako je Redshift a GPU Octane, jsou obecně zcela orientované na CUDA, což znamená, že budou fungovat pouze s použitím vhodných karet od Nvidie. Právě v těchto softwarových algoritmech je jasně vidět lineární nárůst rychlosti vykreslování v závislosti na počtu CUDA jader na grafické kartě.

DŮLEŽITÉ! Za zmínku stojí, že oblíbené editory Premier Pro a After Effects podporují karty AMD i Nvidia, ale na druhé je zpracování rychlejší.

Profesionální (QUADRO) a herní (GeForce) akcelerační technologie v kartách Nvidia

Prostřednictvím technologie GeForce můžete získat více výhod z hlediska ceny a rychlosti, ale pouze v případě, že kartu hodláte používat pro hry, střih videa nebo jednoduché grafické zpracování. Z toho je zřejmé, že tato technologie je zaměřena na hráčský trh, a proto tyto grafické karty postrádají mnoho speciálních funkcí, které jsou vyžadovány pro profesionální grafickou práci.

QUADRO má zase vyšší úroveň, ale více se zaměřuje na podporu firemních uživatelů. Pokud porovnáme tuto technologii s předchozí, bude výměna každé nové grafické karty stát značnou částku. QUADRO by se mělo používat, pokud je 100% potřeba paměti ECC (paměť pro opravu chyb). Za zmínku stojí, že tyto karty budou mít ve své struktuře vždy větší počet CUDA jader. V důsledku toho se příslušné karty vejdou:

• Pro firemní klientelu, která je připravena nést velmi vysoké náklady na profesionální vybavení;
• Pro ty, kteří potřebují velké množství video paměti, kteří potřebují paměťovou funkci ECC, stejně jako zvýšenou barevnou hloubku a vysokou přesnost práce s plovoucí desetinnou čárkou (operace s plovoucí desetinnou čárkou);
• Pro ty, kteří pracují pouze s exkluzivním a profesionálním softwarem;
• Kdo neustále využívá podporu softwarového vývojáře k řešení pracovních problémů;
• Ti, kteří potřebují garantovanou spolehlivost serverových řešení.

Technologie GeForce bude vhodnější v případech:

• Aplikace grafické karty pro každodenní úkoly (hry a jednoduché grafické práce);
• Není třeba používat paměť ECC;
• Je požadováno získat maximální výkon za relativní minimum peněz;
• Není vyžadována žádná softwarová podpora dodavatele;
• Provoz video čipsetu je zaměřen především na herní složku.

Ray tracing na grafických kartách (technologie RTX od Nvidie)

Nvidia představila řadu nových karet pro sledování paprsků v době představení architektury Turing. Tyto karty ve spojení s jádry CUDA mají jádra RT a tensor jádro, které provádějí ray tracing.Při 3D výpočtu může karta s podporou trasování výrazně zvýšit rychlost operací, zejména v programech, které tuto technologii podporují. Jednoduchému střihu videa ale trasování nijak nepomůže, protože v tomto případě se pracuje výhradně s dvourozměrným obrazem.

Tenzor jádra (u spotřebitelských grafických karet) je zodpovědný za různé efekty, například za vytváření vzorkování (vzorků) na základě hlubokého učení neuronových sítí, pomocí kterých je AI (umělá inteligence) schopna měnit / zlepšovat kvalitu obrázku.

Možnosti výběru

Při nákupu grafické karty byste měli věnovat pozornost následujícím technickým bodům:

• Typ a množství videopaměti – dnes kartu s kapacitou menší než 1 GB prostě citovat nebude. Typ paměti musí být alespoň GDR5 – to bude relevantní pro příští dva až tři roky. Řeč je o vybavení pro každodenní úkoly. Pokud se předpokládá profesionální činnost, pak by měla být volba učiněna ve prospěch modelu s velkým množstvím paměti a ve kterém jsou použity nejnovější technologie pro urychlení výpočtu trojrozměrné scény;
• Počet jader CUDA - tento parametr bude zpravidla důležitý pro práci s jakoukoli trojrozměrnou grafikou. Praxe však ukazuje, že indikátor pro tento parametr je důležitější pro profesionální práci než pro hry. Tato technologie totiž dokáže urychlit výpočet trojrozměrného modelu 10-50x (v závislosti na celkové složitosti scény, jejích statických parametrech, nebo pokud je ve scéně pohyb, pak bude nutné vypočítat fyzika objektů, která zpomalí proces vykreslování);
• Typ připojení a spotřeba energie - ne všechny grafické karty se vejdou na stávající základní desku. Před nákupem si nezapomeňte ověřit kompatibilitu těchto dvou komponent počítačového systému. Standardem je dnes typ sběrnice na základní desce PCI-E x16 verze 3.0. Vždy stojí za to připomenout, že mnoho modelů moderních karet je poměrně objemných a ve většině případů zabere dva sloty najednou, což vytvoří další otázky pro chladicí systém těchto prvků. Zakoupená karta tedy musí vyhovovat nejen technickými parametry, ale i svými rozměry. Kromě toho stojí za zvážení, že v budoucnu může být nutné zvýšit grafický výkon, pro který budete muset nainstalovat další druhou grafickou kartu. Nvidia tuto možnost nazývá SLI (Scalable Interface). Z toho je zřejmé, že základní deska musí opět podporovat nejen technickou schopnost pracovat se dvěma grafickými kartami najednou, ale mít i odpovídající počet konektorů pro připojení (i když je možné použít adaptéry). U několika grafických karet však výkon napájecího zdroje (a konektory pro připojení k němu) nemusí stačit;
• Nutnost rozšíření napájení počítače – v zásadě by měl být spolehlivě napájen každý počítač, na kterém se má dělat profesionální trojrozměrné modelování. Někteří výrobci grafických karet se na tuto okolnost zvláště zaměřují. 550W napájecí zdroj je tedy již „minulým stoletím“ a pro danou práci bude jen stěží vhodný.Na tomto parametru se tedy nevyplatí šetřit a je lepší pořídit za slušnou cenu masivní systémovou jednotku s výkonným zdrojem od 600W, než hledat něco levnějšího s podobnými parametry. Je třeba připomenout, že většina čínských výrobců vyrábějících systémové jednotky je často doplňuje slabými napájecími moduly, přestože v technických informacích uvádějí indikátor 550 W nebo více. Ve skutečnosti jsou takové modely poměrně levné a výkon jejich napájecích zdrojů pravděpodobně nepřekročí 450 W;
• Typ a počet rozhraní pro výstup - tento parametr znamená, kolik monitorů lze připojit ke grafické kartě a přes které konektory. V naší době již upadly v zapomnění karty, které se připojují pouze přes SVGA konektor a které mají možnost připojit pouze jedno zařízení pro zobrazení. Standardem je připojení minimálně dvou monitorů a standardem pro jejich připojení ke kartě je technologie HDMI;
• Maximální rozlišení – každá moderní karta musí podporovat minimální rozlišení 4K (3840x2160 pixelů). Pro profesionální práci však budete potřebovat rozlišení 8K (7680x4320 pixelů). Ačkoli pro hry bude stačit Full HD - 2K (2048 × 1024 pixelů);
• Frekvence sběrnice a bitová šířka - tyto parametry jsou „záležitostí“ pouze pro profesionály, i když je třeba poznamenat, že čím vyšší jsou tyto ukazatele, tím lepší bude výkon grafické karty (přirozeně, což současně zvýší její náklady).

Hodnocení nejlepších grafických karet pro 3D modelování a grafiku pro rok 2022

Spotřebitelské modely

3. místo: "Radeon RX 5700 1610MHz PCI-E 4.0 8192Mb 14000MHz 256 bit 3xDisplay"

Tento tchajwanský produkt je pozoruhodný svou velikostí (zabírá tři sloty) a masivností. Okamžitě osazen dvěma ventilátory, protože vyžaduje intenzivní chlazení. Také bude vyžadováno další napájení, které bude přijímáno ze sběrnice PCI-E 16x 4.0. Zpočátku byl model zaměřen na profesionální výpočty, ale dobře se ukázal i na herním poli. Pro svou dostatečnou výpočetní složku si získal jistou oblibu mezi těžaři kryptoměn. Matematický blok charakterizuje 2304 univerzálních procesorů, 144 texturových jednotek, 64 rasterizačních jednotek. Podporovány jsou DirectX 12 a OpenGL 4.6. Pracuje na frekvenci 1610 MHz. Zařízení podporuje současné připojení až 4 monitorů. Dokáže poskytnout maximální rozlišení 7680×4320 díky 8GB video paměti - typ GDDR6, frekvence 1,4GHz s 256bit sběrnicí. Procesor - AMD Radeon RX 5700. Podpora SLI/CrossFire. Aktivní připojovací rozhraní jsou tři DisplayPort 1.4, jeden HDMI 2.0b, podporován je HDCP. Doporučená cena je 53 000 rublů.

• rychlá paměť;
• Vysoký výkon;
• Vynikající kombinace herní a výpočetní komponenty.

• Extrémně předimenzované;
• Těžké najít na prodej.

2. místo: "Quadro P2000 PCI-E 3.0 5120Mb 160bit HDCP"

Tento model se vyrábí v Severní Americe a je považován za objektivně nejlepší spotřebitelský model. Výrobce neuvádí jeho celkové rozměry, ale zabírá pouze jeden slot. Má minimálně jeden ventilátor, ale ten je aktivní, což signalizuje malý indikátor zahřívání během provozu.Vyznačuje se dobrou optimalizací všech funkčních procesů. Zařízení podporuje současné připojení až 4 monitorů. Zavedená rozhraní - čtyři DisplayPort 1.4. Existuje podpora HDCP. Sada obsahuje adaptéry pro jiné typy rozhraní, ale profesionálové je sebevědomě kritizují a doporučují je vyměnit za modernější. Maximální podporované rozlišení monitoru je 5120×2880. Karta je založena na grafickém čipu GP106GL vytvořeném 16nm procesní technologií. K základní desce se připojuje přes slot PCI-E 16x 3.0 a nevyžaduje další napájení. Velikost instalované video paměti je 5 GB typu GDDR5 na 160bitové sběrnici. Podporuje technologie DirectX 12, OpenGL 4.5, OpenCL 1.2, CUDA 6.1, Vulkan. Spotřebitelé hlásí zlepšený výkon u některého softwaru (jako je SolidWorks). Může se hodit při projekční činnosti, protože perfektně zobrazuje předrenderovaný obraz (objekty bez textur), dobře funguje s dvourozměrnou grafikou v rozlišení 4K. Doporučená cena je 63 000 rublů.

• Kompaktní rozměry;
• Mírná spotřeba energie;
• Vylepšená stabilita a výkon.

• Drobné poruchy v řídicím softwaru (ovladače);
• Těžko shánět adaptéry pro monitory.

1. místo: "Quadro 5000 513Mhz PCI-E 2.0 2560Mb 3000Mhz 320bit DVI"

Grafická karta podporuje až dva monitory. Běžná rozhraní – dva DisplayPort, jeden DVI-I a dokonce VESA Stereo. Maximální možné rozlišení monitoru je 2560×1600. Karta má 2 GB video paměti. Typ paměti - GDDR5, pracuje na frekvenci 3GHz. Paměťová sběrnice je 320bitová. Frekvence RAMDAC - 400 MHz.Vestavěná plná podpora pro SLI/CrossFire.

Tento model má 352 aritmetických logických jednotek, pátou verzi shaderů, 16x anizotropní filtrování. Limitní stupeň FSAA - 64krát. Stejně jako všechny moderní grafické karty má PNY Quadro 5000 vestavěnou podporu pro OpenGL 4.0 a DirectX 11. Na pozadí výše uvedených modelů mohou vlastnosti PNY Quadro 5000 vypadat „špatně“, ale opět v kombinaci s diskrétní akcelerátor, tento model je schopen hodně, například pokud jde o vytváření nejsložitější polygonální 3D grafiky, a pro extrémně složité výpočty.
Je postaven na základě stejnojmenného grafického procesoru od nVidie s kódovým označením GF100 (taktovací frekvence - 513 MHz). Vyrobeno 40nm procesní technologií. Připojuje se k základní desce PCI-E 16x 2.0 slot. Technický proces je zde sice o generaci starší, ale oproti některým sousedním modelům se čip zahřívá středně - na úrovni 152 wattů. Karta potřebuje další napájení, k tomu je k dispozici 6pinový konektor. Doporučená cena je 120 000 rublů.

• Schopnost pracovat ve spojení s diskrétními grafickými kartami;
• Zvláštní spolehlivost a náchylnost ve vztahu k ostatním komponentům systému;
• Ne nejvyšší spotřeba.

• Relativně vysoké náklady;
• Ne příliš vysoké rozlišení.

Profesionální modelky

3. místo: "FirePro S9150 PCI-E 3.0 16384Mb 512 bit"

Přestože se toto zařízení vyznačuje relativně mírnou spotřebou energie, stále nemá dostatek energie, kterou dostává ze slotu, aby fungovalo.Pro připojení další elektřiny má tedy dvě zásuvky 8pin a 6pin. Instalovaná velikost RAM je 16384 MB, typ paměti je GDDR5 na 512bitové sběrnici. Paměť je „rychlá“ – pracuje na frekvenci 5 GHz. Šířka pásma - 320 Gb/s. Srdcem tohoto grafického akcelerátoru je stejnojmenný výkonný procesor FirePro S9150 od AMD s kódovým označením Hawaii XT. Vytvořeno na 28nm procesní technologii. Schopný generovat až 5,07 teraflopů výpočetního výkonu. V přepočtu na jeden watt spotřeby produkuje grafická karta 21,6 gigaflopu, což je v této třídě rekordní hodnota. Matematický modul grafické karty je charakterizován 2816 univerzálními procesory, 176 texturovými jednotkami, 64 rasterizačními jednotkami a pátou verzí shaderů. Podporovány jsou OpenGL 4.4 a DirectX 12. Doporučená cena je 118 000 rublů.

• Velký výpočetní výkon;
• Spolehlivost a trvanlivost;
• Na svou třídu relativně nízká cena.

• Silné zahřívání díky pasivnímu chladicímu systému.

2. místo: "Tesla K40 745Mhz PCI-E 3.0 12288Mb 6000Mhz 384 bit Silent"

Tuto mapu lze nazvat centrem matematických výpočtů. Takové zařízení je třeba spárovat s grafickou kartou (Tesla funguje nejlépe s profesionálními grafickými kartami z rodiny Quadro) a poté bude grafický stream procházet grafickou kartou se všemi očekávanými úžasnými efekty z hlediska výkonu, rychlosti, stability . Doma si tedy můžete pořídit „monstrózní“, v tom nejlepším slova smyslu, výpočetní výkon 3–3,5 teraflopu.

Základem grafické karty je stejnojmenný grafický procesor Tesla K40 s kódovým označením GK110B vyráběný společností nVidia. Vyrobeno procesní technologií 28 nm.Pracuje na frekvenci 745 MHz. Architektura procesoru obsahuje 2880 aritmetických logických modulů. Grafický akcelerátor podporuje technologii DirectX 11.2. Má 12 GB GDDR5 RAM. Paměť je „rychlá“ – pracuje na frekvenci 6 GHz, sběrnice je 384bitová. Implementována podpora pro SLI/CrossFire. Samozřejmě, že použití takových řešení pro počítačové hry je prostě rouhání. Osudem PNY Tesla K40 je zpracování vysoce kvalitního videomateriálu v rozlišení 4K nebo ještě vyšším, ale ve větší míře - nejsložitější výpočty v rámci hlubokého učení. Pro vykreslování složité 3D grafiky v Maya, 3ds Max a podobných úlohách je lepší se poohlédnout po jiném modelu. Doporučená cena je 200 000 rublů.

• Výjimečný výkon pro profesionální oblast;
• Stabilita a spolehlivost;
• Výborná síla.

• Rozhodně není určeno na hraní her.

1. místo: "RTX 6000 PCI-E 3.0 24576Mb 384 bit (VCQRTX6000-PB)"

Procesor je postaven na architektuře Turing, jeho kódové označení je TU102. Vytvořeno pomocí supertenké 12 nm procesní technologie. Pracuje na základní taktovací frekvenci 1,44 GHz. Režim pravidelné akcelerace procesoru je podporován v rámci technologie Boost až do 1,77 GHz. Je v něm nainstalováno 24 GB RAM. Nejpokročilejším typem paměti je dnes GDDR6. Paměťová sběrnice je 384bitová. Paměť běží na bezprecedentní rychlosti 14 GHz a poskytuje až 672 GB šířky pásma za sekundu. Taková přemrštěná síla samozřejmě vyžaduje další výkon. K tomu má samotná karta dvě zásuvky – 6pinovou a 8pinovou. Pro připojení monitorů poskytuje karta 4 rozhraní DisplayPort a navíc je zde port USB Type-C.Převedeme-li všechny tyto parametry do aplikovanějšího jazyka, můžeme říci, že grafická karta v kombinaci se vším ostatním s odpovídajícím hardwarem v počítači je schopna poskytnout rychlost texturování až 509,8 gigaxelů za sekundu. Fyzicky je grafická karta 267 mm dlouhá a zapojuje se do slotu základní desky PCI-E 3.0 x16. Doporučená cena je 400 000 rublů.

• Velké množství video paměti;
• Vysoká kvalita sestavení;
• Vynikající výkon pro jakoukoli oblast.

• Extrémně vysoká cena.

Místo epilogu

Analýza trhu s uvažovanými zařízeními zjistila, že jeho největším problémem jsou extrémně vysoké ceny zařízení. Tato situace se vyvinula na pozadí hysterie v oblasti těžby kryptoměn, a proto není vždy možné zakoupit i velmi drahé modely. Tento stav má bohužel tendenci přetrvávat.