2022 年の 3D モデリングとグラフィックスに最適なビデオ カードの評価

3 次元 (3D) モデルをレンダリングするという概念は、仮想空間での計算と視覚化を意味します。このような計算は、オブジェクトの影と色の表示、その表面のテクスチャ、形状と寸法の遵守に関連付けられています。画面にモデルを表示するには、カメラの角度を考慮して、特別なプログラムがユーザーが入力したすべてのデータを組み合わせて写真を撮る必要があります。レンダリングと呼ばれるこれらのプロセスの組み合わせは、コンピューター システムに非常に負荷がかかります。従来、これはすべて中央処理装置を介して行われていましたが、今日では特別なプログラム (グラフィック エディター) が計算の一部をビデオ カードに「転送」しています。この方法は、システム全体の負荷を大幅に軽減し、高速化します。

レンダリング用のビデオ カード

ビデオカードのグラフィックプロセッサでは、これが主な目的であるため、計算ははるかに高速です。たとえば、400 ドルのグラフィックス カードは、強力な 3,500 ドルの 22 コア CPU よりも高速にシーンをレンダリングします。

最新のレンダリング グラフィックス カードには、次の利点があります。

1. 特定のモデルを高速で処理できます。
2. プロセスをスピードアップするために、それらのいくつかを一度にシステムにインストールすることができます。

欠点は次のとおりです。

1. 各ビデオ カードにはビデオ メモリの制限があります。
2. マイニングのヒステリーにより、現在の良いカードの価格は法外です。

システム全体の RAM を特定のサイズまで増やすことができる場合、この方法はグラフィックス カードには適していません。工場ではんだ付けされているチップの数に応じて、カードには常に多くのビデオ メモリが搭載されます。このメモリを増減することはできません。もちろん、ビデオメモリはRAMよりも高速です。多くのサードパーティのプロセスによって占められていません。ただし、台車に搭載された大量のメモリだけでは対応できず、処理速度は搭載されているグラフィックプロセッサの能力にも依存します。

スケーラブルなインターフェース (1 つのタスクで 2 つ以上のビデオ カードを操作するモード) なしで、複数のビデオ カードを使用することもできます。このようなモードがないため、2 番目 (残りの部分) がシーンのレンダリングに取り組んでいる間に、1 つのビデオ カードを介してコンピューターを通常モードで使用できます。

重要！マザーボードが許せば、アダプタを介して最大 6 ～ 7 枚のビデオ カードを取り付けることができます。

ビデオ編集用ビデオカード

当然のことながら、ビデオ編集プロセスは、3 次元モデルの計算よりもビデオ カードへの要求がやや少なくなります。それほど複雑ではないビデオを編集する必要がある場合は、CUDA をサポートする Nvidia のモデルで十分です。これらは、Premiere Pro エディターでのほとんどのタスクでうまく機能します。写真とビデオの処理には、特に QUADRO テクノロジーを使用する強力なビデオ デバイスは必要ありません。これらの目的には、レイ トレーシング モードを使用した平均的なサンプルが非常に適しています。ただし、4K / 8K モードでビデオを操作する場合は、より高価なバージョンが必要になる場合があります。

種類によるカードの分離

プロのモデル

消費財との主な違いは、さまざまなソフトウェア (SW) のサポートです。AMD FirePro または Nvidia Quadro シリーズのカードは、特別なプログラムを操作する際のパフォーマンスを向上させるように特別に設計されており、主要なソフトウェア開発者のプロファイル エディターとの最高の互換性が保証されています。とりわけ、プロのモデルはソフトウェア開発者によって長い間熱心にサポートされているため、この手法は良い投資になります。プロフェッショナル セグメントのサンプルは、対応するソフトウェアで徹底的にテストされており、必要な特別に設計されたハードウェアが見つからない場合、そのようなソフトウェアの個々のバージョンはまったく機能しません。

同時に、一部のソフトウェア開発者は、ソフトウェアが意図されていないハードウェアで動作することがわかった場合、問題の解決とサポートを単に拒否します。この状況は、一定期間内に大量の作業を完了する必要がある場合、克服できない困難になる可能性があります。これは、明らかな収入の損失を意味します。事業利益を失った。

消費者モデル

このようなオプションは、日常の問題の解決やゲームアプリケーションで完全に明らかになります。写真やビデオ編集を処理するときに優れた結果を生み出す能力が非常に高く、一部のモデル (RTX 2080Ti など) はそのような作業には完全に圧倒されます。同じモデルはゲーム レンダリングで良い結果を示しますが、プロの 3D モデリングに必要な機能が不足しています。消費者向けのバリエーションは、原則として、ゲームやビデオまたは写真の高速処理に適していますが、3D モデリング専用のアプリケーションで動作するために必要な量のビデオ メモリが不足しています。

Nvidia の CUDA コア

CUDA コアは、Nvidia グラフィックス カード ラインナップの一部である特別なコンピューティング コアです。この技術は独占的であり、この会社の製品でのみ提示されます。原則として、これはグラフィックス処理専用の要素ではなく、ビデオ チップが必要に応じてさまざまなタスクを処理するために使用できる一種の普遍的な機能を表しています。グラフィックスで動作するように設計された最新のソフトウェアのほとんどは、これらのコアを最も効率的に使用するように既に適応されているため、ビデオ チップセットにコアが多くあるほど、モデルのレンダリングが高速になります。

たとえば、Redshift や GPU Octane などの最も一般的で最新のレンダリング アルゴリズムは、通常、完全に CUDA 指向です。つまり、Nvidia の適切なカードを使用した場合にのみ機能します。これらのソフトウェア アルゴリズムでは、ビデオ カードの CUDA コアの数に応じてレンダリング速度が直線的に向上することが明確にわかります。

重要！人気のあるエディターである Premier Pro と After Effects は、AMD と Nvidia の両方のカードをサポートしていますが、処理は後者の方が高速です。

Nvidia カードのプロフェッショナル (QUADRO) およびゲーム (GeForce) アクセラレーション テクノロジ

GeForce テクノロジにより、価格と速度の点でより多くのメリットを得ることができますが、それはゲーム、ビデオ編集、または単純なグラフィックス処理にカードを使用する場合に限られます。このことから、この技術がゲーマー市場を対象としていることは明らかであり、したがってこれらのビデオ カードには、プロのグラフィックス作業に必要な多くの特別な機能が欠けています。

同様に、QUADRO はより高いレベルですが、企業ユーザーのサポートに重点を置いています。この技術を以前の技術と比較すると、新しいビデオカードを交換するたびにかなりの費用がかかります。 ECC メモリ (エラー訂正メモリ) が 100% 必要な場合は、QUADRO を使用する必要があります。これらのカードの構造には、常に多数の CUDA コアが含まれていることに注意してください。その結果、問題のカードは次のようになります。

• プロ用機器の非常に高いコストを負担する準備ができている企業クライアント向け。
• 大量のビデオメモリが必要な人、ECCメモリ機能が必要な人、および色深度の増加と浮動小数点操作の高精度（浮動小数点演算）が必要な人。
• 排他的でプロフェッショナルなソフトウェアのみを使用する人向け。
• 仕事上の問題を解決するためにソフトウェア開発者のサポートを常に利用している人。
• サーバーソリューションの保証された信頼性が必要な方。

GeForce テクノロジは、次の場合に適しています。

• 日常業務 (ゲームや単純なグラフィック作業) へのビデオ カードの適用;
• ECC メモリを使用する必要はありません。
• 相対的に最小の金額で最大のパフォーマンスを得る必要があります。
• ベンダー ソフトウェアのサポートは不要です。
• ビデオチップセットの動作は、主にゲームコンポーネントに焦点を当てています。

グラフィックス カードでのレイ トレーシング (Nvidia の RTX テクノロジ)

Nvidia は、Turing アーキテクチャの導入時に一連の新しいレイ トレーシング カードを導入しました。これらのカードは、CUDA コアと組み合わせて、レイ トレーシングを行う RT コアとテンソル コアを備えています。3D 計算では、トレース対応カードは、特にこのテクノロジをサポートするプログラムで、操作の速度を大幅に向上させることができます。ただし、この場合、作業は 2 次元画像のみで行われるため、トレースは単純なビデオ編集にはまったく役立ちません。

コア テンソル (消費者向けグラフィックス カード内) は、さまざまな効果を担当します。たとえば、ニューラル ネットワークのディープ ラーニングに基づいてサンプリング (サンプル) を作成し、AI (人工知能) が品質を変更/改善できるようにします。写真の。

選択オプション

ビデオカードを購入するときは、次の技術的な点に注意する必要があります。

• ビデオ メモリの種類と量 - 現在、容量が 1 GB 未満のカードは引用されません。メモリの種類は、少なくとも GDR5 である必要があります。これは、今後 2 ～ 3 年に関連します。これは、日常業務用の機器に関するものです。専門的な活動が想定される場合は、大量のメモリを備え、最新のテクノロジを使用して 3 次元シーンの計算を高速化するモデルを優先して選択する必要があります。
• CUDA コアの数 - 原則として、このパラメーターは 3 次元グラフィックスを扱う場合に重要です。ただし、実際には、このパラメーターのインジケーターは、ゲームよりもプロの仕事の方が重要であることが示されています。実際、このテクノロジーは 3 次元モデルの計算を 10 ～ 50 倍高速化できます (シーンの全体的な複雑さ、その静的パラメーターに応じて、またはシーンに動きがある場合は、計算が必要になります)。レンダリングプロセスを遅くするオブジェクトの物理学）;
• 接続タイプと消費電力 - すべてのビデオ カードが既存のマザーボードに適合するわけではありません。購入する前に、コンピュータ システムのこれら 2 つのコンポーネントの互換性を確認してください。今日の標準は、マザーボード PCI-E x16 バージョン 3.0 のバスのタイプです。最新のカードの多くのモデルは非常にかさばり、ほとんどの場合一度に 2 つのスロットを占有することを常に覚えておく価値があります。これにより、これらの要素の冷却システムに追加の問題が生じます。したがって、購入したカードは、技術的パラメータの点だけでなく、その寸法の点でも適切でなければなりません。さらに、将来的にはグラフィックス能力を高める必要があるかもしれないことを考慮する価値があります。そのためには、追加の2番目のビデオカードをインストールする必要があります. Nvidia は、このオプションを SLI (Scalable Interface) と呼んでいます。このことから、マザーボードは一度に 2 枚のビデオ カードを操作する技術的能力だけでなく、接続用の適切な数のコネクタもサポートする必要があることは明らかです (ただし、アダプタを使用することは可能です)。ただし、いくつかのビデオ カードでは、電源 (およびそれに接続するためのコネクタ) の電力が十分でない場合があります。
• コンピューターの電源を拡張する必要性 - 原則として、プロの 3 次元モデリングを行うことになっているコンピューターには、確実に電力を供給する必要があります。一部のビデオ カード メーカーは、特にこの状況に重点を置いています。したがって、550Wの電源はすでに「前世紀」であり、問​​題の作業にはほとんど適していません.したがって、このパラメーターを節約する価値はなく、同様のパラメーターでより安価なものを探すよりも、600W の強力な電源ユニットを備えた大規模なシステム ユニットを適切な価格で購入することをお勧めします。システムユニットを製造しているほとんどの中国のメーカーは、技術情報で550W以上の指標を示しているにもかかわらず、弱い電源モジュールで完成させることが多いことを思い出してください。実際、そのようなモデルは非常に安価であり、電源装置の電力が実際に 450W を超えることはまずありません。
• 出力用のインターフェイスのタイプと数 - このパラメーターは、ビデオ カードに接続できるモニターの数と、どのコネクタを介して接続できるかを意味します。私たちの時代では、SVGA コネクタを介してのみ接続され、表示用に 1 つのデバイスしか接続できないカードは、すでに忘れ去られています。標準は少なくとも 2 台のモニターを接続することであり、それらをカードに接続するための標準は HDMI テクノロジーです。
• 最大解像度 - 最新のカードは、4K (3840x2160 ピクセル) の最小解像度をサポートする必要があります。ただし、専門的な作業には、8K 解像度 (7680x4320 ピクセル) が必要です。ただし、ゲームの場合はフル HD - 2K (2048 × 1024 ピクセル) で十分です。
• バス周波数とビット幅 - これらのパラメータは専門家にとってのみ「懸念事項」ですが、これらの指標が高いほど、ビデオカードのパフォーマンスが向上することに注意してください (当然、同時にコストが増加します)。

2022 年の 3D モデリングとグラフィックスに最適なビデオ カードの評価

消費者モデル

3位：「Radeon RX 5700 1610MHz PCI-E 4.0 8192Mb 14000MHz 256bit 3xディスプレイ」

この台湾製の製品は、そのサイズ (スロット 3 つを占有) と重厚さが特徴です。集中的な冷却が必要なため、すぐに 2 つのファンを装備します。また、PCI-E 16x 4.0 バスから受け取る追加の電力が必要になります。当初、このモデルはプロの計算に焦点を当てていましたが、ゲームの分野でもその能力を発揮しました。その十分なコンピューティング コンポーネントにより、暗号通貨マイナーの間で一定の人気を得ています。数学ブロックは、2304 個のユニバーサル プロセッサ、144 個のテクスチャ ユニット、64 個のラスタライズ ユニットによって特徴付けられます。 DirectX 12 および OpenGL 4.6 がサポートされています。 1610 MHz の周波数で動作します。このデバイスは、最大 4 台のモニターの同時接続をサポートしています。 8 GB のビデオ メモリ (タイプ GDDR6、周波数 1.4 GHz、256 ビット バス) により、最大解像度 7680×4320 を提供できます。プロセッサー - AMD Radeon RX 5700。SLI/CrossFire をサポート。アクティブな接続インターフェイスは DisplayPort 1.4 が 3 つ、HDMI 2.0b が 1 つ、HDCP がサポートされています。推奨費用は53,000ルーブルです。

• 高速メモリ;
• ハイパフォーマンス;
• ゲームとコンピューティング コンポーネントの優れた組み合わせ。

• 非常に特大;
• 売り物を見つけるのは難しい。

2位：「Quadro P2000 PCI-E 3.0 5120Mb 160bit HDCP」

このモデルは北米製で、客観的に見て最高の消費者モデルと見なされています。製造元は全体の寸法を示していませんが、1 つのスロットのみを占有します。彼女には少なくとも 1 つのファンがありますが、アクティブであり、動作中の加熱の小さな兆候を示しています。それは、すべての機能プロセスの適切な最適化によって特徴付けられます。このデバイスは、最大 4 台のモニターの同時接続をサポートしています。確立されたインターフェイス - 4 つの DisplayPort 1.4。 HDCP のサポートがあります。このキットには、他のタイプのインターフェース用のアダプターが含まれていますが、専門家は自信を持ってそれらを批判し、より最新のものに交換することを推奨しています.サポートされているモニターの最大解像度は 5120×2880 です。このカードは、16nm プロセス技術を使用して作成された GP106GL グラフィックス チップに基づいています。 PCI-E 16x 3.0 スロットを介してマザーボードに接続し、追加の電源は必要ありません。ビデオメモリの搭載量は、160ビットバスでGDDR5タイプの5GB。 DirectX 12、OpenGL 4.5、OpenCL 1.2、CUDA 6.1、Vulkan テクノロジーをサポート。消費者は、一部のソフトウェア (SolidWorks など) のパフォーマンスが向上したと報告しています。レンダリング前のイメージ (テクスチャのないオブジェクト) を完全に表示し、4K 解像度の 2 次元グラフィックスでうまく機能するため、設計作業に役立ちます。推奨費用は63,000ルーブルです。

• コンパクトな寸法;
• 適度な消費電力;
• 安定性とパフォーマンスが向上しました。

• 制御ソフトウェア (ドライバー) の軽微な障害。
• モニター用のアダプターを見つけるのが難しい。

1位：「Quadro 5000 513Mhz PCI-E 2.0 2560Mb 3000Mhz 320bit DVI」

ビデオ カードは、最大 2 台のモニターをサポートします。通常のインターフェイス - 2 つの DisplayPort、1 つの DVI-I、さらには VESA ステレオ。可能な最大モニター解像度は 2560×1600 です。カードには 2GB のビデオ メモリが搭載されています。メモリの種類 - GDDR5、3 GHz の周波数で動作します。メモリバスは 320 ビットです。 RAMDAC 周波数 - 400 MHz。SLI/CrossFire のビルトイン完全サポート。

このモデルには、352 の算術論理ユニット、シェーダーの 5 番目のバージョン、16 倍の異方性フィルタリングがあります。制限度 FSAA - 64 回。最新のすべてのビデオ カードと同様に、PNY Quadro 5000 には OpenGL 4.0 および DirectX 11 のサポートが組み込まれています。ディスクリート アクセラレータであるこのモデルは、非常に複雑なポリゴン 3D グラフィックスの作成や非常に複雑な計算など、多くのことが可能です。
これは、コードネーム GF100 (クロック周波数 - 513 MHz) の nVidia の同名のグラフィックス プロセッサに基づいて構築されています。 40nmプロセス技術で製造。マザーボードの PCI-E 16x 2.0 スロットに接続します。ここでの技術プロセスは一世代古いですが、一部の近隣モデルと比較して、チップは152ワットのレベルで適度に加熱されます.カードには追加の電源が必要です。このために 6 ピン コネクタが提供されます。推奨費用は120,000ルーブルです。

• ディスクリート グラフィックス カードと連携して動作する機能。
• システムの他のコンポーネントに関連する特別な信頼性と感受性。
• 最高の消費電力ではありません。

• コストが比較的高い。
• 解像度はあまり高くありません。

プロのモデル

3位：「FirePro S9150 PCI-E 3.0 16384Mb 512bit」

このデバイスは比較的適度な電力消費を特徴としていますが、それでもスロットから受け取って動作するのに十分な電力がありません。したがって、追加の電気を接続するために、8 ピンと 6 ピンの 2 つのソケットがあります。 RAM の搭載量は 16384 MB、メモリの種類は 512 ビット バスの GDDR5 です。メモリは「高速」で、5 GHz の周波数で動作します。帯域幅 - 320 Gb/秒。このグラフィック アクセラレータの中心にあるのは、AMD によって製造された同名の強力な FirePro S9150 プロセッサ (コードネーム Hawaii XT) です。 28nmプロセス技術で作成。最大 5.07 テラフロップスの計算能力を生成できます。このビデオ カードは、1 ワットの消費電力で 21.6 ギガフロップスを生成し、これはこのクラスでは記録的な値です。ビデオ カードの数学モジュールは、2816 個のユニバーサル プロセッサ、176 個のテクスチャ ユニット、64 個のラスタライズ ユニット、および 5 番目のバージョンのシェーダーによって特徴付けられます。 OpenGL 4.4 と DirectX 12 がサポートされており、推奨価格は 118,000 ルーブルです。

• 優れた計算能力;
• 信頼性と耐久性;
• 同クラスでは比較的低価格。

• パッシブ冷却システムによる強力な加熱。

2位：「Tesla K40 745Mhz PCI-E 3.0 12288Mb 6000Mhz 384bit Silent」

この地図は、数学的計算の中心と言えます。このようなデバイスは、ビデオ カードとペアリングする必要があります (Tesla は、Quadro ファミリーのプロ用ビデオ カードで最適に動作します)。その後、グラフィックス ストリームはビデオ カードを通過し、パフォーマンス、速度、安定性の面で期待されるすべての驚くべき効果が得られます。 .したがって、自宅で 3 ～ 3.5 テラフロップスの「巨大な」コンピューティング パワーを得ることができます。

ビデオ カードのベースは、nVidia 製のコードネーム GK110B と同じ名前の Tesla K40 グラフィックス プロセッサです。 28 nm プロセス技術に従って製造されています。745 MHz の周波数で動作します。プロセッサ アーキテクチャには、2880 個の算術論理モジュールが含まれています。グラフィック アクセラレータは、DirectX 11.2 テクノロジをサポートしています。 12GBのGDDR5 RAMを搭載。メモリは「高速」です。6 GHz の周波数で動作し、バスは 384 ビットです。 SLI/CrossFire のサポートを実装しました。もちろん、そのようなソリューションをコンピュータ ゲームに使用することは単に冒涜的です。 PNY Tesla K40 の運命は、高品質のビデオ素材を 4K またはそれ以上の解像度で処理することですが、それよりもはるかに多く、ディープ ラーニングのフレームワーク内で最も複雑な計算を行います。 Maya、3ds Max、および同様のタスクで複雑な 3D グラフィックスをレンダリングするには、別のモデルを検討することをお勧めします。推奨費用は20万ルーブルです。

• プロの分野で卓越したパフォーマンス。
• 安定性と信頼性;
• 優れたパワー。

• 絶対にゲーム用ではありません。

1位：「RTX 6000 PCI-E 3.0 24576Mb 384bit (VCQRTX6000-PB)」

プロセッサはチューリング アーキテクチャ上に構築されており、そのコード名は TU102 です。超薄型 12 nm プロセス技術を使用して作成されました。 1.44 GHz の標準クロック周波数で動作します。プロセッサの通常の加速モードは、最大 1.77 GHz の Boost テクノロジのフレームワーク内でサポートされています。 24 GB の RAM がインストールされています。現在、最も高度なメモリ タイプは GDDR6 です。メモリバスは 384 ビットです。メモリは前例のない 14GHz の速度で動作し、毎秒最大 672GB の帯域幅を提供します。もちろん、そのような途方もない力には、追加の力が必要です。このため、カード自体には 2 つのソケット (6 ピンと 8 ピン) があります。モニターを接続するために、カードは 4 つの DisplayPort インターフェイスを提供し、さらに USB Type-C ポートがあります。これらすべてのパラメーターをより応用的な言語に変換すると、コンピューター内の適切なハードウェアを備えた他のすべてと組み合わせたビデオ カードは、毎秒最大 509.8 ギガテクセルのテクスチャリング速度を提供できると言えます。物理的には、ビデオ カードの長さは 267 mm で、PCI-E 3.0 x16 マザーボード スロットに差し込みます。推奨費用は40万ルーブルです。

• 大容量のビデオ メモリ。
• 高いビルド品質;
• あらゆる分野で優れたパフォーマンスを発揮します。

• 非常に高い価格。

エピローグの代わりに

検討中のデバイスの市場を分析したところ、その最大の問題は機器の価格が非常に高いことであることがわかりました。この状況は、暗号通貨マイニングの分野でのヒステリーを背景に発展しており、非常に高価なモデルでさえ常に購入できるとは限りません。残念ながら、この状況は長引く傾向にあります。