isicad: Тестирование производительности видеокарт NVIDIA при работе в SolidWorks

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.

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.

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).

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

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.

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):

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

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:

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

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.

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.

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.

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.

Тестирование производительности видеокарт NVIDIA при работе в SolidWorks