Ваше окно в мир САПР
Статьи
13 января 2010

Тестирование производительности видеокарт NVIDIA при работе в SolidWorks

Владимир Малюх

Производительность оборудования при работе с САПР является ключевым моментом, существенный вклад в производительность вносит, в частности, видеосистема. По опыту работы с клиентами мы отмечали, что зачастую к выбору видеокарты относятся поверхностно, приобретая имеющиеся в широком ассортименте «бытовые» карты, которые предлагаются менеджерами компьютерных салонов с оглядкой на их производительность в компьютерных играх. Однако, поставщики ПО САПР рекомендуют использовать оборудование иного класса, т.н. профессиональные видеокарты. По просьбе компании NVIDIA Новосибирский Технический центр SolidWorks, входящий в группу компаний ЛЕДАС, провел тщательное тестирование линейки профессиональных видеокарт NVIDIA Quadro при работе с популярной САПР SolidWorks. В качестве контрольной использовалась самая производительная из «игровых» видеокарт - NVIDIA GeForce GTX 260.

Условия тестирования

Тестированию подверглись следующие видеокарты:

  • Gainward GeForce GTX 260 – в качестве контрольного образца
  • PNY QUADRO FX 570 – устаревшая модель предыдущего поколения
  • PNY QUADRO FX 580 – в качестве профессионального решения начального уровня
  • PNY QUADRO FX 1800 – в качестве типового профессионального решения
  • PNY QUADRO FX 3800 – в качестве высокопроизводительного профессионального решения
Тестирование производилось на стандартной рабочей станции ARBYTE со следующими спецификациями:

CPU: Intel Core 2 Duo 3GHz RAM: 3.25Gb
OS: Windows XP Professional, Version 2002, SP3

Во всех тестах использовалось рабочее разрешение экрана 1680х1050, цветовое разрешение 32-бита. При работе с видеокартами QUADRO использовались фирменные драйвера NVIDIA версии 190.38, при работе с GeForce – также фирменный драйвер версии 186.18

В качестве рабочего ПО использовался SolidWorks 2009 Premium SP4.

В качестве инструментального ПО для измерения производительности (количества кадров в секунду) использовался пакет FRAPS версии 2.9.8

Для оценки сложности геометрии (подсчета количества треугольников, заряжаемых в OpenGL) использовалась утилита 3DVIA PrintScreen.

Для тестирования использовались две трехмерные модели – средней и высокой сложности. Модели были подобраны таким образом, чтобы на самой непроизводительной конфигурации не происходило программного упрощения внешнего вида, такая возможность присутствует в SolidWorks, при этом реалистичное изображение деталей может заменяться на их объемлющие параллелепипеды. Модель средней сложности содержит в основном детали с прямолинейными образующими, а модель повышенной сложности насыщена деталями со сложной криволинейной формой.

Test models
Рис 1. Тестовые модели, средней сложности (слева) и повышенной сложности (справа).

При триангуляции моделей, необходимой для работы OpenGL, SolidWorks сгенерировал 1.4 млн. треугольников для сложной модели и 323 тыс. треугольников для модели средней сложности.

Triangulated test models
Рис 2. Тестовые модели, средней сложности (слева) и повышенной сложности (справа) после триангуляции OpenGL.

При тестировании измерялась производительность при изменении трехмерного вида (повороте, масштабировании и панорамировании), создании и отображении динамического разреза (с поворотом вида, масштабировании и панорамировании), а также производительность при отображении 2D чертежа (масштабирование и панорамирование), созданного по исходной 3D модели. Измерения для каждой операции производились в течение 60 сек. с посекундной записью производительности, затем результаты усреднялись. Измерение производительности для трехмерного вида производилось в двух режимах – normal view(упрощенное тонирование) и real view (реалистичное тонирование).

Normal & real view
Рис 3. Режимы normal view(слева) и real view (справа).

Dynamic cut-out
Рис 4. Построение динамического разреза

Технические особенности видеокарт

Видеокарты Quadro FX 570, FX 580 и FX 1800 с эксплуатационной точки зрения не имеют каких-либо особенностей, они имеют стандартные габариты, установка в слот не вызывает затруднений. Видеокарты Quadro FX 3800 и GeForce GTX 260 отличаются повышенным энергопотреблением и требуют подключения кабеля дополнительного питания. GeForce GTX 260 имеет существенно большие габариты по толщине, и ее установка в слот требует особой аккуратности, так как даже в просторном корпусе она располагается очень близко с другими элементами (модулями памяти), установленными на материнской плате. Кроме этого, из-за наличия двух мощных вентиляторов, GeForce GTX 260 отличается несколько более высокой шумностью.

NVIDIA cards
Рис 5. Внешний вид тестируемых видеокарт.

Результаты тестирования с моделью средней сложности

Для режима упрощенного тонирования при работе с моделью средней сложности получены следующие показатели производительности (в кадрах в секунду):

Normal view moddle model
Рис 6. Производительность в режиме normal view для модели средней сложности.

Real view middle model
Рис 7. Производительность в режиме real view для модели средней сложности. *)

*)Следует отметить, что для видеокарт серии GeForce режим real view не поддерживается, поэтому на диаграмме для GeForce GTX 260 нет данных.

При работе с двумерным чертежом, построенным по модели средней сложности, получены следующие результаты:

2D middle model
Рис 8. Производительность в режиме векторного чертежа для модели средней сложности.

**) Для видеокарты GeForce не поддерживается сглаживание линий (antialiasing). Различия в получаемом изображении будут описаны ниже.

Результаты тестирования с моделью повышенной сложности

Normal view large model
Рис 9. Производительность в режиме normal view для модели повышенной сложности.

Из диаграммы видно, что при работе со сложной геометрией даже младшие модели семейства Quadro имеют заметное преимущество в производительности перед старшими моделями GeForce.

Real view large model
10. Производительность в режиме real view для модели повышенной сложности.

Режим real view предъявляет повышенные требования к производительности, поэтому старшие модели Quadro FX 1800/3800 при работе со сложными проектами имеют существенное преимущество перед бюджетными решениями начального уровня.

2D large model
Рис 11. Производительность в режиме векторного чертежа для модели повышенной сложности.

Особенности отображения 2D чертежей.

Как уже упоминалось выше, для видеокарт GeForce при отображении векторных чертежей не поддерживается функция сглаживания криволинейных и наклонных линий (antialiacing), в то время как для видеокарт Quadro этот режим в системе SolidWorks включен всегда. Визуально это выражается в значительно более высоком качестве изображения на экране.

2D antialiasing
Рис 12. Чертеж без сглаживания (слева) и с включенным сглаживанием (справа).

Заключение

Проведенное тестирование показало, что видеокарты линейки Quadro при работе в САПР SolidWorks имеют безусловное преимущество в производительности перед видеокартами семейства GeForce. Это преимущество проявляется уже на видеокартах начального уровня FX 580 и становится многократным для видеокарт более высокого уровня и работе с моделями со сложной геометрией. Кроме того, функциональные возможности видеокарт Quadro обеспечивают значительно более высокое качество отображения, как для трехмерных моделей, так и для двумерных векторных чертежей.

Видеокарты «игровой» серии GeForce оптимизированы для работы с геометрией умеренной сложности (десятки тысяч треугольников), но насыщенной текстурами, как правило, с применением технологии Direct X, в то время как видеокарты Quadro оптимизированы для работы со сложной (сотни тысяч и миллионы треугольников), умеренно текстурированной геометрией, с использованием протокола OpenGL.

Поэтому, для пользователей профессиональных приложений SolidWorks (а также аналогичных САПР), широко использующих технологию OpenGL, настоятельно рекомендуется применение профессиональных видеокарт серии Quadro.


Насколько мы понимаем, по причинам, зависящим от Disqus, отображение и добавление комментариев для некоторых регионов временно функционирует не очень стабильно. Мы работаем над восстановлением.

Читайте также: