[Series 2] NVIDIA Quadro vs AMD FirePro: Bất phân thắng bại - P2

NVIDIA vs AMD

Một lần nữa, chúng ta có dịp quay trở lại với cuộc đua tranh giữa những thế hệ card đồ họa chuyên dụng. Trở lại mốc thời gian cách đây một vài năm, tôi đã từng có dịp giới thiệu về những chiếc card đồ họa chuyên dụng ATI FirePro của AMD và Quadro FX của NVIDIA qua 1 series bài viết đặc biệt trên CGExpress và vozExpress. Giờ là lúc chúng ta hãy cùng nhìn xem liệu những dòng GPU chuyên dụng Quadro FX dành cho đồ họa của NVIDIA với nền tảng kiến trúc Fermi có thực sự đánh bật được những đối thủ ATI FirePro đến từ AMD hay không? Và hiệu năng thực tiễn của chúng trong các tác vụ đồ họa chuyên nghiệp.

Cũng cần nhắc lại là cả 2 dòng (FirePro và Quadro FX) đều hướng tới các thị trường CAD/CAM và DCC cao cấp. Nói cách khác, những dòng GPU này hướng tới giới đồ họa chuyên nghiệp, những người không chỉ dựa vào tốc độ mà còn cần tới sự ổn định và hỗ trợ tốt.

 

--oO Phần 2 - Benchmark và các kết quả (Tiếp theo và hết) Oo--

Quá trình thử nghiệm

Hãy đến với bữa tiệc thử nghiệm thịnh soạn này! Với hệ thống thử nghiệm, tôi vẫn sử dụng đúng bộ Z800 workstation của hãng HP. Nó được trang bị 2 bộ vi xử lý sáu nhân Xeon X5680 CPU sử dụng vi kiến trúc 32nm và chạy ở xung nhịp 3.33GHz. Hệ thống này chạy hệ điều hành Windows 7 64-bit và được trang bị 18GB bộ nhớ DDR3 và sử dụng ổ cứng Seagate SAS drive có tốc độ  15000 RPM, cấu hình này đáp ứng mọi nhu cầu trong cuộc thử nghiệm này.

Màn hình thử nghiệm là một cặp màn hình 30-inch, mỗi màn hình được thiết lập ở độ phân giải 2560 x 1600 và cung cấp một độ phân giải tương đương với 5120 x 1600.

Về phần mềm thì tôi sử dụng các phần mềm Autodesk 3ds Max 2012, Maya 2012, Softimage 2012 và Mudbox 2012; NewTek LightWave 10; và một loạt các ứng dụng benchmark khác bao gồm Luxology modo 501 và Maxon Cinema 4D; Maxon Cinebench dùng để benchmark tổng hợp; Foundry Mari; mental images iray; FurryBall renderer của Art And Animation Studio và cả Mach Studio Pro của StudioGPU.

Trừ khi có những ghi chú hay quy ước khác, các điểm đo được dưới đây sẽ tương ứng với số khung hình đạt được khi chạy thông qua một loạt các tác vụ phức tạp trên các scene thử nghiệm (các phép tính toán hình học và các chi tiết áp vân sẽ thể hiện trên hình ảnh), và các minh họa cho các chỉ số thấp nhất và cao nhất sẽ xuất hiện trong suốt quá trình thử nghiệm. Đáng buồn là tất cả các scene được dùng cho các phép thử nghiệm này đều là các tài nguyên độc quyền và bởi vậy không cho phép bạn tải về.

Tuy nhiên, nếu bạn muốn vẫn có thể thực hiện các phép thử nghiệm cho riêng mình bằng việc tải về Maxon Cinebench cho các phép benchmark tổng hợp và render thử một scene thông qua việc tải về và test với FurryBall.

 

CÁC KẾT QUẢ BENCHMARK

Autodesk Maya 2012

Maya là một trong những phần mềm 3D chủ đạo của Autodesk, và đây là gói phần mềm chuyên về modeling, animation và rendering. Nó cho thấy công nghệ được xây dựng trên OpenGL API và được tối ưu rất mạnh dành cho ứng dụng này!

Nhìn chung, các card đồ họa FirePro tỏ ra vượt hơn các card Quadro một chút, sự thú vị nằm ở chỗ 2 card đồ họa FirePro mới là V5900 và V7900 – cả hai card này vượt mặt qua tất cả những card FirePro khác và vượt qua hầu hết các card của NVIDIA ngoại trừ NVIDIA Quadro 6000. (Tôi đã từng nói là FirePro V5900 và V7900 có các driver chứa một tính năng gọi là ‘geometry boost’: thực chất là tập hợp các tối ưu đặc biệt dành cho Maya nhằm cho phép các card này tăng tốc xử lý các polygon nhanh hơn, và trong phép đo này có vẻ như nó hoạt động rất hiệu quả).

Với các điểm số tính trung bình từ các phép thử nghiệm Maya 2012, ta sẽ có các vị trí card đồ họa theo thứ tự sau (xếp theo thứ tự từ nhanh nhất đến chậm nhất):

Quadro 6000
FirePro V7900
FirePro V5900
FirePro V8800
FirePro V7800
Quadro 5000
FirePro V5800
FirePro V4800
Quadro 4000
Quadro FX 5800
Quadro 2000
Quadro FX 3800
FirePro V3800

Autodesk 3ds Max 2012

3ds Max là một ứng dụng lớn khác của Autodesk, chuyên về modeling, animation và rendering. Đây cũng là ứng dụng duy nhất trong thực tế ở cuộc thử nghiệm này cung cấp cho người dùng đầy đủ cả 3 lựa chọn cho chế độ hiển thị: the Nitrous viewport (một tùy chọn dành cho phiên bản DirectX được tối ưu bởi Autodesk), DirectX 9 và 10, và OpenGL. (Nếu NVIDIA và AMD cung cấp một driver cải thiện hiệu năng riêng cho Max 2012, thì đó sẽ là tùy chọn thứ 4). Trong bài thử nghiệm này, tất cả các scene được thử nghiệm ở góc nhìn Nitrous viewport.

Lúc này, các card NVIDIA Quadro mới tỏ ra vượt trội đáng kể so với các card FirePro về mặt hiệu năng, trừ các card Quadro FX đời cũ. Trong thế hệ Quadro Fermi, mức độ hiệu năng tỏ ra tăng lên rất nhiều so với mức giá tương ứng. Với Quadro 6000 chiếm lĩnh vị trí thống trị, Quadro 5000 ở vị trí thứ 2, vị trí thứ 3 thuộc về 4000 và vị trí thứ tư là Quadro 2000; tiếp theo sau đó lần lượt là FirePro V7900 và V5900; và các dòng FirePro còn lại của AMD xếp theo thứ tự về mức giá, xếp cuối cùng là FirePro V4800 và FirePro V3800.

Xếp thứ tự trong cuộc đua 3ds Max 2012 lần lượt là (theo thứ tự giảm giần)

Quadro 6000
Quadro 5000
Quadro 4000
Quadro 2000
Quadro FX 5800
Quadro FX 3800
FirePro V7900
FirePro V5900
FirePro V8800
FirePro V7800
FirePro V5800
FirePro V4800
FirePro V3800

Autodesk Softimage 2012

Softimage là ứng dụng 3D thứ 3 của Autodesk mà chúng tôi sử dụng trong cuộc thử nghiệm này. Cũng giống như Maya, nó được xây dựng trên nền tảng OpenGL. Tuy nhiên, khi so sánh với các ứng dụng 3D khác thì khung nhìn của nó chạy rất nhanh và không có bất kỳ sự sụt giảm vì bất kỳ ký do nào.

Với  Softimage, chúng ta lại một lần nữa chứng kiến sự thắng thế của các card FirePro, dẫn đầu là FirePro V7900:

FirePro V7900
FirePro V8800
FirePro V5900
FirePro V7800
FirePro V5800
FirePro V4800
Quadro 6000
Quadro 5000
Quadro 4000
Quadro FX 5800
Quadro 2000
Quadro FX 3800
FirePro V3800

Autodesk Mudbox 2012

Giống như Maya và Softimage, phần mềm chuyên về sculpt này của Autodesk cũng sử dụng OpenGL làm nền tảng công nghệ hiển thị. Tuy nhiên, không giống như các ứng dụng DCC truyền thống khác, Mudbox làm việc với các mô hình có số polygon rất cao (một scene ‘trung bình’ trong Mudbox cũng có khoảng 8 triệu polygon hoặc nhiều hơn, trong khi các ứng dụng khác thì một scene phức tạp đôi khi cũng chỉ có tầm 2-5 triệu polygon mà thôi.) Điều này dẫn đến việc nó cần đến rất nhiều RAM của card đồ họa, do vậy các card đồ họa thực sự tìm thấy mảnh đất thể hiện và thi thố ở đây.

Một số bạn có hỏi rằng tại sao tôi không đưa các phép đo của ZBrush vào bài viết này. Câu trả lời rất đơn giản, hiệu năng khung nhìn của Mudbox phụ thuộc và dựa trên card đồ họa, trong khi khung nhìn của Zbrush lại sử dụng công nghệ render khung nhìn độc quyền của Pixologic dựa trên CPU, do vậy việc cài đặt card đồ họa hầu như không ảnh hưởng tới hiệu năng viewport của ZBrush.

Quay lại với các phép thử cả Mudbox, mỗi một card đồ họa sẽ được đánh giá theo 2 cách khác nhau. Đầu tiên là một phép đo tổng quan về hiệu năng khung nhìn trong khi thực hiện các lệnh pan, rotate hay zoom mô hình trong scene, trong khi cách đánh giá thứ 2 chính là các phép đo phản hồi từ phần mềm trong khi tiến hành đẽo gọt mô hình trên Mudbox.

Cacs kết quả benchmark được ghi nhận khi toàn bộ mô hình đã được hiển thị trong viewport, cũng như khi Mudbox thực hiện một số chọn lọc và rút gọn hình học thông minh khi bạn zoom vào cận cảnh mô hình, bất chấp việc các polygon sau khi thoát khỏi khung nhìn (nằm ngoài viewport) sẽ được loại bỏ để cải khiện tốc độ khung hình trên viewport.

Một lần nữa, chúng ta lại chứng kiến sự lật đổ ngoạn mục của các dòng card Quadro đến từ NVIDIA thông qua việc các vị trí dẫn đầu đều lần lượt thuộc về NVIDIA Quadro 6000, 5000 và 4000, tiếp theo sau là FirePro V7900 và V5900.

Quadro 6000
Quadro 5000
Quadro 4000
FirePro V7900
FirePro V5900
FirePro V8800
FirePro V7800
Quadro FX 5800
Quadro 2000
Quadro FX 3800
FirePro V5800
FirePro V4800
FirePro V3800

(Có lẽ các mô hình đa lớp có tới 33.6 triệu đa giác đã trở nên quá tái với các card đồ họa chỉ được trang bị tầm 512MB và 1GB bộ nhớ, việc phân chia cấp độ xuống tầm 8.5 triệu polygon hoặc 2 level với số polygon ở mức 2 triệu trong trường hợp FirePro V3800 thì hiệu năng sẽ tăng đáng kể.)

Newtek LightWave 10

LightWave là một trong những ứng dụng 3D cổ xưa nhất vẫn còn có mặt trên thị trường hiện nay, và nó được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực kỹ xảo truyền hình và điện ảnh. Một lần nữa, OpenGL là tập lệnh API được chọn.

Và một lần nữa, chúng ta lại chứng kiến quả bóng bàn được ném qua lại giữa AMD và NVIDIA, lần này kẻ chiến thắng là các dòng card FirePro, xếp theo thứ tự lần lượt là:

FirePro V7900
FirePro V5900
Quadro 6000
FirePro V8800, V7800
Quadro 5000, FirePro V5800
Quadro 2000
Quadro 4000, FX 5800, FirePro V4800
Quadro FX 3800
FirePro V3800

Mari 1.3v2

Mari là một ứng dụng 3D texture-painting giống BodyPaint 3D của Maxon, vốn được phát triển riêng tại Weta và giờ được tung ra thị trường bởi The Foundry. Nó được thiết kế cho vẽ các chất liệu 3D trên các mô hình có số polygon cao, và làm việc với các texture có độ phân giải siêu cao. (nó có thể làm việc với các map có độ phan giải lên tới 32768 x 32768 trên các mô hình có tới hàng triệu polygon)

Đây lại là lúc mà Quadro 6000 và 5000 nắm thế chủ động: Trong khi các chỉ số khuyến cáo tối thiểu ở mức 1GB RAM trên card đồ họa, thì việc bạn sở hữu các card đồ họa được trang bị tới 1.5GB bộ nhớ sẽ giúp bạn bắt đầu tiếp cận được những texture độ phân giải cao mà Mari cung cấp.

Hiện giờ, Mari chỉ chạy trên phần cứng NVIDIA nên không lạ gì khi các dòng Quadro chiếm vị trí độc tôn. Cụ thể Quadro 6000 chiếm vị trí dẫn đầu, tiếp theo đó là Quadro 5000, Quadro FX 5800, Quadro 4000, và cuối cùng là FX 3800. Điều bất ngờ là trong phép thử này của Mari thì Quadro 2000 không được hỗ trợ chính thức, và cho dù Mari vẫn sẽ chạy ứng dụng của bạn khi sử dụng Quadro 2000, nhưng nó lập tức bị treo và thoát ra ngoài khi tôi cố mở một file scene.

 

Multi-application benchmark

Để đối chiếu, tôi cũng đã tiến hành các phép đo benchmark cho viewport với một mô hình đơn xuyên suốt mọi ứng dụng và các chế độ hiển thị đa hệ (multiple display modes). Một file OBJ giống nhau được import vào một scene sạch trong từng ứng dụng 3D để xác định hiệu năng khác nhau giữa các card đồ họa, và cũng là sự khác nhau giữa một loạt các ứng dụng.

Mô hình này chứa khoảng 7.6 triệu đa giác, và được hiển thị theo các chế độ sau:

3ds Max: Nitrous viewport, realistic shading mode
MAYA: Viewport 2.0, shaded và textured with ambient occlusion enabled
Softimage: shaded và textured mode
modo: Advanced OpenGL, shaded mode
Cinema 4D: Enhanced OpenGL, shaded mode
LightWave: shaded và textured mode.

Maxon Cinebench 11.5

Tôi không phải là người thích các phép benchmark tổng hợp. Đây không phải là lỗi của các kỹ sư viết ra chúng, nó đơn giản chỉ là có quá nhiều tham số để có thể dự đoán chính xác về bất kỳ thành phần phần cứng nào sẽ thực thi tất cả các loại của môi trường sản xuất đó.

Thật thú vị, Quadro 5000 đã chiếm ngôi vương miện với Cinebench. Thật bất ngờ khi ta biết rằng nó đánh bại  Quadro 6000 dù được trang bị bộ nhớ ít hơn và xung nhân thấp hơn. Thứ tự lần lượt ở cuộc đua này là:

Quadro 5000
Quadro 6000
FirePro V7900
Quadro 4000
FirePro V8800
FirePro V7800
Quadro FX 5800
FirePro V5800
FirePro V4800
Quadro FX 3800
FirePro V5900
Quadro 2000
FirePro V3800

 

Rendering benchmark

Tiếp theo chúng ta hãy cùng xem xét các phép đo về điện toán GPU. Đây cũng là chủ đề sẽ đến với các bạn trong bài review các card đồ họa trong tương lai gần trên CGExpress với sự tài trợ từ NVIDIA.

iray

Iray là một “progressive unbiased renderer” được phát triển bởi mental images, và được tích hợp sẵn trong 3ds Max 2012. Hiện nó chỉ hỗ trợ CUDA nên chỉ dùng được trên các card đồ họa sử dụng GPU của NVIDIA, trên các card của AMD thì nó tự động mặc định chuyển về chế độ render bằng CPU.

Ở đây bạn có thể thấy được sự tăng tốc và cải thiện hiệu năng đáng kể khi sử dụng các card NVIDIA Quadro so với khi chỉ render bằng CPU. Bổ sung thêm sự hỗ trợ của Quadro 6000 đã giúp giảm tới 2/3 thời gian render so với việc render chỉ dùng CPU; trong khi dùng Quadro 4000 sẽ cắt giảm thời gian render xuống còn 1 nửa; và Quadro 5000 cũng đạt tầm ấy. Tương đương với hệ thống thử nghiệm 12 nhân CPU 3.33GHz, đây là một kết quả khá ấn tượng.

FurryBall

FurryBall renderer của Art And Animation Studio là một engine render dựa trên nền OpenCL nhằm tính toán các hình ảnh có chất lượng “gần” với chất lượng hình ảnh thành phẩm (final-quality image) trong viewport của Maya. Cho dù tôi chỉ mới dùng qua phần mềm này software, nhưng ấn tượng đầu tiên của tôi là khá tích cực và tôi sẽ còn tìm hiểu sâu về nó trong các bài viết sắp tới của mình. Benchmark được hoàn tất với một vài scene mẫu miễn phí từ nhà phát triển.

Với các engine render tăng tốc bằng GPU khác, lượng bộ nhớ có sẵn trên GPU đóng vai trò chủ chốt về hiệu năng, được minh họa rõ nét nhất là sự vượt trội của Quadro 6000 nhờ được trang bị tới  6GB bộ nhớ và 4GB bộ nhớ trên Quadro FX 5800, tiếp theo sau lần lượt xếp theo mức trang bị bộ nhớ giảm dần là FirePro V8800, FirePro V7800, Quadro 5000, FirePro V7900, Quadro 4000, Quadro 2000, FirePro V5900, V5800, Quadro FX 3800 và FirePro V4800. Riêng FirePro V3800 thì không chạy nổi Furrry Ball và bị treo.

MachStudio Pro

Nhắc lại một lần nữa, MachStudio Pro là một phần mềm độc nhất vô nhị đến từ một hãng non trẻ trong nền công nghiệp CG, đó là StudioGPU. Đây là một ứng dụng độc lập hỗ trợ xử lý scene liền mạch với ứng dụng chủ, và là một ứng dụng đầu tiên trên thị trường tận dụng sức mạnh GPU để thực thi các bước render cuối cùng (render thành phẩm).

Tuy nhiên, không giống như một số ít GPU-accelerated raytracer đã biết khác, MachStudio Pro không tận dụng các tập lệnh OpenCL, DirectCompute hay CUDA, do vậy nó không thực hiện các tác vụ điện toán GPGPU truyền thống theo cách mà ta vẫn hiểu. Thay vào đó, nó sử dụng công nghệ dựa trên pixel shaders trên nền DirectX để đạt được các hình ảnh render thành phẩm.

Trong tình huống này, Quadro 6000, FirePro V8800, V7900 và V7800 lần lượt cùng chia nhau vị trí dẫn đầu (không chênh lệch nhiều). Tiếp theo là Quadro 5000, 4000 và FX 5800 ở vị trí thứ 2. Vị trí thứ 3 là cuộc dàn xếp giữa Quadro 2000, FirePro V5900 và V5800. Vị trí chót bảng như bạn cũng đoán được, sẽ dành cho Quadro FX 3800, FirePro V4800 và FirePro V3800.


NHẬN ĐỊNH TOÀN DIỆN

Việc hiệu năng giống như quả bóng bàn bị đẩy qua lại giữa các dòng card xuyên suốt trong các thử nghiệm ở lần benchmark này khiến cho việc xếp hạng và công bố kẻ chiến thắng tuyệt đối là không thể, thậm chí là việc nhận định 1 kẻ chiến thắng đến từ NVIDIA và AMD cũng bất khả thi.

Tuy nhiên, nếu được chọn kẻ gần như chiến thắng trong mọi cuộc đua ở lần thử nghiệm này thì ta có thể thấy NVIDIA Quadro 6000 là cái tên sáng nhất và xứng đáng nhất. Nó là một “con quái vật” đồ họa, được trang bị bộ nhớ lớn hơn bất kỳ đối thủ nào và thậm chí là có bộ nhớ còn lớn hơn bộ nhớ chính của bất kỳ máy tính nào xuất xưởng trong vài năm trở lại đây. Điều này dẫn tới kết quả tất yếu là nó lần lượt chiếm ưu thế trong hầu hết các phép thử GPU render, và chúng ta sẽ còn có dịp gặp lại và nắn gân nó trong các cuộc thử nghiệm sắp tới. Tuy vậy, để trả giá cho hiệu năng này thì mức phí bỏ ra là không nhỏ, và con số 4000USD cho “con quái vật” Quadro 6000 sẽ là rào cản không nhỏ với rất nhiều artist và người tiêu dùng.

Nhìn chung, các model hiện nay trong dòng Quadro của NVIDIA có hiệu năng thực thi rất tốt. Hiệu năng cao hơn đáng kể so với các dòng Quadro FX trước đây, và các card NVIDIA dành chiến thắng tuyệt đối khi bạn sử dụng các ứng dụng 3ds Max, Mudbox, modo và Cinema 4D. Trong khi như bạn đã biết, Quadro 6000 hiện là kẻ thống trị và nhanh nhất của NVIDIA, thì cá nhân tôi vẫn khuyên bạn nên để ý đến Quadro 5000 nếu bạn cần đến nhiều tác vụ điện toán GPU; hoặc Quadro 4000 cho việc cân bằng giữa hiệu năng và giá cả.

Tuy vậy, trong khi ấn tượng với dòng Quadro của NVIDIA về mặt hiệu năng, thì tôi lại muốn được thấy chúng hỗ trợ nhiều màn hình hơn trong tương lai (hiện nay chúng chỉ mới dừng lại ở mức hỗ trợ 2 màn hình / card).

Còn với dòng  ATI FirePro của AMD, mọi thứ trông cũng khá tốt. Chúng tỏ ra khá mạnh và dẫn đầu khi chạy các ứng dụng như Maya, Softimage và LightWave; trong khi Quadro 6000 dành trọn vương miện về hiệu năng thì cá nhân tôi muốn nhắc tới FirePro V7900 với đề cử vương miện của một chiếc card chuyên nghiệp có mức giá tốt nhất nếu như bạn không cần đến quá nhiều các phép tính GPU. Nó cạnh tranh với Quadro 4000 về mức giá nhưng trong nhiều phép đo ở cuộc thử nghiệm này nó đã đánh bại cả Quadro 4000 và 5000, thậm chí trong một số phép đo nó còn ngang ngửa hoặc đánh bại cả ”con quái vật” Quadro 6000. Bên cạnh đó là V7800, một sự cải thiện đáng kể đủ để đánh bại người anh em khổng lồ FirePro V8800 của nó.


THAY LỜI KẾT

Xét về tổng quan, như đã thể hiện mạnh mẽ ở các cuộc thử nghiệm trên và trong thực tiễn, mọi thứ trong lĩnh vực đồ họa đang diễn ra khá tốt với cả dòng Quadro của NVIDIA và FirePro của AMD. Sự chi phối thị trường đồ họa cao cấp của NVIDIA cũng không quá nhiều nhưng vẫn thể hiện rõ, tuy nhiên việc bạn quyết định mua dòng nào sẽ được quyết định bởi 3 yếu tố: Ứng dụng đồ họa mà bạn sử dụng, chi phí mà bạn sẵn sàng chi trả và bạn thích dòng nào hơn. Chẳng hạn như cá nhân tôi – người dịch bài viết này - vẫn thích NVIDIA nhờ sự hỗ trợ của các dòng card NVIDIA với các tập lệnh OpenCL, PhysX, CUDA và Direct-Compute…

Các card NVIDIA vượt trội hơn về hiệu năng trong nhiều ứng dụng so với FirePro, nhưng mức giá lại mắc hơn so với đối thủ AMD. Các dòng FirePros rẻ hơn, nhưng không được hỗ trợ nhiều như Quadros trong một số ứng dụng và lại chỉ hỗ trợ OpenCL, bị hạn chế trong một số engine tăng tốc render bằng GPU. Điều đó khiến các card NVIDIA (có sự hỗ trợ của các tập lệnh OpenCL, PhysX, CUDA và Direct-Compute…) chiếm ưu thế và được sử dụng phổ biến hơn.

Hẹn gặp lại các bạn trong các bài đánh giá sắp tới trên tạp chí đồ họa máy tính trực tuyến CGExpress.

 


>> NVIDIA Quadro vs AMD FirePro - Bất phân thắng bại  (2011) - Phần 1

>> Xem series bài viết năm 2009 về Quadro FX và FirePro


2011 (c) Biên dịch và biên tập: Elpvn, CG Express | Nguồn: CGChannel

Add new comment