在Autodesk Inventor 2009中新提供的渲染功能对显卡的精确硬件渲染能力有很高的要求,而且,2009版本即使在通常的用户界面下,模型的质感和光感也可以调节成高质量实时渲染状态,这是Autodesk倡导的“如真实世界般的进行设计”的关键基础,这对于显卡的处理能力是非常大的挑战。在Autodesk官方网站上,特别提示用户选择Quadro FX一类的专业显卡,以获得1000个零配件以上大模型装配环境下的最佳用户体验。不使用专业的Quadro FX图卡,就无法获得三维透视剖切、实时真实感渲染等功能,而运行效率也将受到影响。
3、本次测试安装了Autodesk Inventor 2009和AutoCAD 2009,测试过程以Autodesk Inventor 2009为主,在草图和工程图模式下则转入AutoCAD 2009中。为了保证流程的运行效果,我们的测试平台如下:
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处理器 |
intel Xeon 5120双核,1.86G双核 |
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内存 |
4GB ECC DDR2 |
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显卡 |
丽台Quadro FX 3700, 512MB显存,256bit,支持DirectX 10和OpenGL 2.0,POWERdraft驱动程序 |
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硬盘 |
160GB SATA2 |
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操作系统 |
Windows XP PRO 64 |
测试平台的配置和大多数企业中常使用的中端主流工作站类似,同时考虑到Autodesk Inventor 2009和AutoCAD 2009对64位的良好支持,以及对大内存的需求,我们使用了Windows XP PRO 64系统,以便应用程序能获得更好的内存效率。
丽台Quadro FX 3700
测试采用的丽台Quadro FX 3700拥有512MB显存和256Bit显存带宽,采用基于65nm工艺的G92GL核心,具备112个流处理器,能轻松地处理大规模图形数据。
丽台Quadro FX 3700加入了Nvidia应用程序组态引擎(ACE),可根据应用软件自动配置硬件参数,从而在不同软件下获得最好的性能表现。Quadro FX 3700支持SLI技术,必要的时候,可以同时安装两片Quadro FX 3700,提高系统的图形表现,并支持多重屏幕显示。
丽台Quadro FX 3700支持第二代PCI-Express接口,图形处理器与芯片组之间的数据传输速度增加到了16GB/秒。此外,通过Energy STAR 4.0认证的Quadro FX 3700的耗电量少于80瓦,相比上一代产品大幅改善了功耗表现。同时,Quadro FX 3700还支持NVIDIA CUDA技术,让应用程序开发者可充分发挥GPU巨大的并行运算能力,大幅缩短解决复杂可视化问题所需的时间。
NVIDIA Quadro FX显卡具有统一渲染架构技术,可让着色器模拟各式各样的物理特征,如光源效果中的光源散布、反射、折射及BRDF模型等,又如铸造物表面效果、多孔表面效果和塑料体表面效果等物质表面的特性。实时着色器可让这些效果相互结合,并可随意进行修饰,以实时、真实地显示模型。统一渲染架构技术的效率和效果是2D静态材质贴图所不能比拟的。
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特 性 |
丽台NVIDIA Quadro FX 3700 |
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显存数量 |
512MB GDDR3 |
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显存位宽 |
256-bit |
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显存带宽 |
51.2GB/sec |
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最高功耗 |
78W |
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显示器连接 |
2个Dual-link DVI-I,STEREO |
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支持图形API |
OpenGL2.1,Shader Model 4.0,DirectX 10.0 |
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SLI支持 |
是 |
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几何处理能力(每秒处理三角形数量) |
250 Million |
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填充率(每秒处理像素数量) |
28.0 Billion |
作为专业显卡Quadro FX家族中的一员,丽台Quadro FX 3700相比娱乐类的GEFORCE显卡有着本质的不同。
矢量图形硬件抗锯齿功能
在CAD软件中,精确的线条图不是以像素数据的形式存在,而是以矢量数据定义的形式存在,如此可以保证图形计算的精确性。但是,显示器显示图形时必须以像素形式。因此,精确的矢量图形以像素形式近似地显示就会出现精度降低的问题,表现在屏幕上就是线条和曲面、实体的边缘不光滑,锯齿现象非常明显。对于规模庞大且精细的CAD线条图形而言,锯齿对显示效果的影响是很明显的。Quadro FX专业显卡对矢量数据的显示采用了更为精确的数据模型,在数据量大幅度增加的情况下,减轻甚至消除了锯齿问题,这就是Quadro FX的硬件抗锯齿功能。对于GEFORCE显卡的用户而言,矢量图的精确显示则并不重要。


硬件逻辑操作
CAD图形设计过程是人机交互的过程,设计人员经常需要对三维图形中特定的点、线、面进行拾取,以执行特定的操作。比较典型的操作过程是:选取操作对象,旋转、局部放大或平移,执行后续操作,这一过程完全是用户和计算机图形的精确交互。被拾取的部分图形必须准确地得到突出显示,如变成不同的颜色或变得具有透视效果,这种图形的交互式逻辑操作需要显卡的硬件支持,而这就是Quadro FX的硬件逻辑操作功能,而这一功能需要显卡硬件对OpenGL的完美支持。对于GEFORCE显卡的用户而言,游戏过程中并不需要精确的图形交互,因此,这种矢量图形的硬件逻辑操作也是GEFORCE显卡所不提供的。没有硬件逻辑操作功能的GEFORCE显卡在CAD软件下,将此部分操作转交给了软件系统,增加了系统的负担。
重叠图形处理
正如上文所讲,CAD图形交互过程中,用户需要不断与软件系统对话,将设计参数、功能参数等数据提供给计算机,计算机也要将处理结果反馈给用户,因此,在三维图形界面下必须不断弹出交互窗口,这些窗口往往与三维模型的场景重叠。你是否想过:重叠部分的三维模型不用显示,这部分数据如何处理?当用户移走上层窗口,被遮挡部分的模型能否及时地复现在显示屏上?新近被遮挡的模型能否及时地被移过来的窗口所覆盖?这些问题是计算机交互式图形处理系统所必须考虑到的,而Quadro FX通过硬件桢缓存的形式智能地执行这些操作,被遮挡的像素数据将进入硬件缓存,当窗口移走,再从缓存中回读像素数据,复现在屏幕上。Quadro FX支持的硬件桢缓存和像素回读功能非常强大,对于CAD软件中的重叠图形处理非常有效,而GEFORCE对此的支持则非常有限,要通过软件系统进行额外的运算来完成。很多GEFORCE用户有这样的感受,在CAD软件下当弹出窗口较多时,系统的反应开始迟钝,一些窗口移动后,被遮挡的模型不能及时地复现,需要等待一段时间;弹出菜单本该遮挡下面的图形,但是正相反,下面的图形遮挡了菜单……这些都是GEFORCE这样的娱乐显卡不能很好的处理重叠图形问题所造成的。
动态显存管理和UMA
针对专业图形的Quadro FX显卡具备更为科学的显存管理机制,当进行大型CAD图形设计时,显卡会智能地分配管理显存,首先保证CAD软件需要,首先保证当前模型、当前视图的需要,以保证正在进行的工作流畅运行。而GEFORCE用户基本不涉及这个问题,因此也不提供类似的显存管理功能。其结果是,使用GEFORCE运行大型三维图形设计时,256MB显存的实际效果与同样Quadro FX 256MB显存的效果相差巨大,且同时运行多个模型时GEFORCE的运行效率大幅度降低。而且,Quadro FX支持UMA(统一显存构架)技术,将祯、材质和矢量数据统一存放在显存中,并根据应用需要动态调整资源,提高了数据传输和显存利用的效率,对进行复杂外观、场景设计的CAD和DCC用户而言,UMA所带来的效果非常明显。
双面光源处理