NVIDIA Quadro, des solutions professionnelles 3D

Par David , 28 juil 2010 - 6:00Maj : 20 juil 2013 | 0 commentaire | Classé dans : Articles,Carte graphique,Dossiers,Hardware 8 401 vues

nvidia les quadro au service de la 3DA l’heure où les réalisateurs de cinéma se mettent à la 3D, NVIDIA, leader du marché de cartes graphiques, a annoncé au cours d’une conférence de presse donné jeudi dernier le lancement d’une nouvelle gamme de cartes graphiques professionnelles Quadro. Gamedware a pu assister à cette vidéo conférence, nous allons donc essayer de vous fournir un maximum d’informations sur la sortie des Quadro 4000, Quadro 5000, Quadro 6000 et QuadroPlex 7000.

Les cartes NVIDIA Quadro sont destinées au professionnels et sont reconnues pour leurs performances, leur fiabilité, et la stabilité de leur architecture. Basées sur la nouvelle architecture Fermi, le GPU Quadro favorise l’échange des processus géométriques complexes. Aujourd’hui les projets d’avenir demandent plus de ressources, et les domaines comme la 3D et notamment la CAD (Conception de Design assisté par Ordinateur), ou les logiciels de DCC (Création de Contenu Digital) se tournent vers des solutions graphiques professionnelles Quadro. L’architecture Fermi permet de travailler sur des applications 3D hautes performances tout en combinant les processus parallèles graphiques GPU en temps réel. La possibilité de visualiser différemment les informations avec des rendus volumétriques complexes, le support 3D Stéréo professionnel ainsi que l’imagerie temps réel 4D ouvre de nouvelles portes aux professionnels. Pour profiter pleinement d’une carte graphique Quadro, il faudra posséder un des systèmes d’exploitations de Microsoft. Windows XP, Windows Vista et Windows 7 sont supportés mais Microsoft Windows 7 64-bit est recommandé. A noter que tous les modèles sont équipées d’un bus graphique PCI Express 2.0 x16.

L’entrée de gamme : de la Quadro FX 3800 à la Quadro 4000

Quadro 4000 connectique arrière La Quadro 4000 annonce une performance générale 5X supérieure à l’ancienne génération. Prévue pour remplacer la Quadro FX 3800, cette carte single Slot représente une solution standard pour les professionnels de l’animation, de la création de contenu digital, de simulation visuelle et d’applications CAD.
Sur le secteur d »entrée de gamme avec la Quadro 4000, la taille de la mémoire passera de 1GB GDDR3 à 2GB GDDR5, de 51.2 GB/s à 89.6 GB/s de bande passante, de 192 à 256 processeurs parallèles CUDA, une consommation de 108W à 142W, d’une version OpenGL 3.3 à Open GL 4.0, de Shader Model 4.0 à 5.0, DirectX 10.0 à DirectX 11, et de 300 Millions à 890 Millions de triangles/s.

Le milieu de gamme : de la Quadro FX 4800 à la Quadro 5000

Le PCB de la Quadro 5000Selon les benchmarks de NVIDIA, la Quadro 5000 serait 2X plus performante que la carte graphique professionnelle  AMD FirePro. Avec 352 processeurs parallèles CUDA et 2.5GB de mémoire GDDR5, la Quadro 5000 s’annonce comme une bonne prétendante pour accélérer une station de travail de manière plus favorable que la Quadro FX 4800. Avec un gain de performances de X8 par rapport aux anciennes générations, la Quadro répondra favorablement dans des applications intensives de synthèses d’images comme le Ray Tracing (lancer de rayon), le traitement vidéos HD et les dynamiques des fluides.
Pour la Quadro 5000, on passe donc de 1.5GB GDDR3 à 2.5GB GDDR5 de mémoire, de 76.8GB/s à 120 GB/s de bande passante, de 192 à 352 processeurs parallèles CUDA, une consommation de 150W à 156W, d’une version OpenGL 3.3 à Open GL 4.0, de Shader Model 4.0 à 5.0, DirectX 10.0 à DirectX 11, le support de l’ECC, de Fast Double Precision, et de 300 Millions à 950 Millions de triangles/s.
Un modèle mobile sera également lancé avec la Quadro 5000M, comprenant 320 CUDA cores, 2.0GB GDDR5, 76.8 GB/s (256-bit) de bande passante, une consommation de 100 W,  support d’écrans de 17”,  de Fast Double Precision, de l’ECC, et de Vision Pro en USB.

Le haut de gamme : de la Quadro FX 5800 à la Quadro 6000

Sur cette gamme Quadro 6000, on évolue de 4GB GDDR3 à 6GB GDDR5 de mémoire, de 102GB/s à 144 GB/s de bande passante, de 240 à 448 processeurs parallèles CUDA, une consommation de 189W à 225W, d’une version OpenGL 3.3 à Open GL 4.0, de Shader Model 4.0 à 5.0, DirectX 10.0 à DirectX 11, le support du mode NVIDIA SLI Mosaic, de l’ECC, ainsi que Fast Double Precision. L’évolution du nombre de traingles/s passe de 300 Millions à 1.3 Billions.

Cette capture montre les caractéristiques complètes de chaque modèle :

Les caractéristiques de la gamme quadro nvidia

Seule la Quadro 4000 n’est pas compatible G-Sync et propose en option le support de la connectique 3-pin mini DIN, tandis que les Quadro 5000 et 6000sont compatibles G-Sync et offre d’emblée une connectique 3-pin mini DIN.

L’architecture Fermi GF100

La deuxième génération du moteur GigaThread (GigaThread Engine) améliore la vitesse des opérations de « context switching » jusqu’à 10x par rapport aux générations précédentes. L’efficacité est meilleure car l’exécution du noyau de concurrence (concurrent kernel execution) autorise les applications à monter en niveaux de performance tout en permettant aux fonctions d’applications d’avoir accès aux ressources GPU simultanément. Conçu pour maximiser l’exécution parallèle du noyau, le moteur GigaThread permet aux demandes multitâches de fonctionner concurremment. Dans le cas de la Quadro, le Moteur GigaThread fournit des doubles du moteur (Copy Engines) qui autorise le transfert simultané de données à l’intérieur et en dehors du GPU en plus du traitement de la 3D ou des calculs. Cette conception offre une meilleure efficacité des coeurs et délivre une sortie maximale des données. Selon NVIDIA, le diagramme ci dessous n’est pas une représentation tout à fait exacte de la puce Fermi GF100.

Architecture NVIDIA Fermi

La technologieNVIDIA Parallel DataCache permet d’utiliser un cache L1 et L2 en combinaison avec la mémoire. Il est possible d’utiliser les cartes Quadro en SLI à l’aide de la technologie NVIDIA SLI Mosaic donnant ainsi 4 entrées d’affichage, idéales pour la 4K projection.
Fermi est la première architecture GPU à supporter l’ECC (Error Correcting Code) la protection basée de données dans la mémoire. L’ECC est une fonctionnalité appréciée dans les secteurs de l’imagerie médicale, de l’analyse financière et du calcul de groupe à grande échelle (cluster computing).

Les images 3D temps reel en radiologie medicalenvidia scalable visualization solutionnvidia sli mosaic modeLa Quadro 6000

Comme les postes de travail communiquent pour traiter des modèles compliqués, le GPU doit pouvoir traiter un maximum de polygones plus rapidement que jamais. Pour palier à cela, l’architecture Quadro décline plusieurs nouvelles caractéristiques. Le premier est le Moteur de Géométrie Évolutif : NVIDIA Scalable Geometry Engine. Comparé aux générations précédentes, le Moteur de Géométrie Évolutif est unique dans le sens où il permet aux groupes de processeur graphiques multiples (GPCs) de créer des triangles. Chaque GPC peut créer 2x le nombre de polygones bruts dans un cycle d’horloge simple, améliorant radicalement l’exécution. Ces deux facteurs se combinent pour apporter une amélioration discontinue de la vitesse de dessin primitive. La combinaison de ces résultats a contribué à améliorer l’exécution à travers une large gamme d’applications de CAO, DCC et d’applications scientifiques, permettant de rythmer le travail d’une façon interactive au travers de modèles beaucoup plus complexes qu’auparavant.

Les GPU Fermi délivrent la performance la plus rapide en doubles précisions de virgule flottante 64 bit. Les calculs à virgule flottante de double précision permettent à des applications d’atteindre une précision dans les résultats tout en éliminant les erreurs d’arrondis. Les applications de conception de design professionnelles en bénéficient dans les domaines comme l’exploration du pétrole ou du gaz, l’imagerie médicale, la recherche moléculaire et chimique, le design mécanique et l’analyse d’éléments finis.

L’architecture Fermi permet une tesselation hardware sur le GPU pour OpenGL 4.0 et DirectX11 avec le Modèle Shader 5.0. Le Quadro GPU Tessellation Engine permet de générer automatiquement des détails géométriques fins pour des environnements ou des scènes de qualité cinématographiques sans perdre en performances.

Les nouvelles connectiques NVIDIA Quadro supportent les nouveaux standards industriels grâce aux connecteurs DisplayPort. Ces connecteurs rendent  possible l’affichage sur des panneaux ultra-haute-résolution (jusqu’à 2560 x 1600) avec une bonne qualité d’image. En plus de proposer deux connecteurs DisplayPort, la Quadro 5000 supporte également un connecteur Dual-link DVI qui permet de se brancher facilement à des écrans 27/30″ qui ne proposeraient pas de connectique DisplayPort (une connection DualLink est nécessaire pour tout écran affichant une résolution supérieure à 1920 x 1200). La connectique DVI intégrée donne le moyen de se connecter directement à ces écrans sans avoir besoin d’ajouter un adaptateur DisplayPort/DVI. Un support intégré pour la couleur 30 bit (10 bit couleurs par chaine de couleur) sur le DisplayPort, donne aux utilisateurs la capacité d’utiliser les niveaux les plus hauts ou alors de passer par une couleur fidèle. Au lieu des traditionnels 16.7 millions de couleurs supportées par les moniteurs 24 bit, les utilisateurs peuvent désormais profiter de l’affichage des moniteurs 30 bit capable de retranscrire les 1.7 milliards de couleurs simultanément. Les dernières Quadro offrent ici une adéquation parfaite pour des affichages couleurs exigeants et professionnels comme par exemple avec le nouveau Hewlett-Packard DreamColor LP2480zx.
Les connecteurs 3-Pin Stereo Din Connector sont inclus dans les stations de travail graphiques Quadro, le Stereo Flipping est contrôlé directement par le GPU ainsi que par des pilotes, tandis que le Windowed Stereo est totalement supporté par les Quad-Buffered stereo dans une fenêtre OpenGL.
Les stations graphiques de travail Quadro utilisent le standard VESA 3-pin stereo din connector pour permettre les branchements à des gammes d’affichages professionnels Stéréo. Le connecteur 3-Pin Stereo Din est supporté par la plupart des fabricants de lunettes 3D et d’affichage 3D.

Quadro 4000 de dosLa connectique de la Quadro 5000Le PCB de la Quadro 6000La coque de la Quadro 5000

Ces stations de travail autorisent des affichages complexes multi fenêtresà l’aide du Quad-Buffered stereo mais aussi du système 3D Vision Pro. La solution stéréo NVIDIA 3D Vision est construite pour des designers, des ingénieurs et des artistes numériques qui veulent voir et partager leur travail en 3D.

Les outils NVIDIA d’accélération d’application

Conçues pour les besoins des applications professionnelles, les moteurs d’accélération d’application sont optimisés pour offrir aux développeurs les avantages d’un GPU avec une licence gratuite à l’acquisition ainsi qu’au déploiement. Quelques exemples de développement :

  • Scenix, scene manager engine
  • CompleX scene scaling engine
  • OptiX ray tracing engine
  • PhysX physics & dynamics engine
  • ApeX physics feature modules
  • CgFX programmable shading engine

Les cartes Quadro bénéficient d’API pour les développeurs. D’autres nouveautés ont vus le jour, avec le passage  à d’ OpenGL 3.3 à Open GL 4.0 et l’introduction de la tesselation GPU dans les applications utilisant Open GL. L’arrivée de DirectX 11 sur les dernières Quadro a été introduit par Windows 7. D’abord utilisé pour les besoins de l’industrie des jeux vidéos, certains vendeurs d’applications DCC ont poussé lors du développement pour inclure le support complet de DirectX dans le but de coller aux besoins de certains moteurs de jeux pour créateurs de contenus. D’autres exemples d’évolution comme :
– OpenCL (Open Computing Language) est une nouvelle API qui fonctionne sous l’architecture CUDA.
– Le support jusqu’à 128x FSAA en installations multi cartes, la Quadro 5000 peut ainsi encaisser de grosses scènes d’anti-aliasing (FSAA). Les solutions simples cartes ne pourront aller que jusqu’à 64x FSAA.
– Le Jumbo 16K Texture Processing utilisé pour les zooms et le panning.

exemples des domaines de la 3D

Parmi les logiciels qui utilisent les Quadro, on peut citer AutoCAD, SolidWorks, CATIA, PTC, Soft Image KSI, Maya, 3ds Max, ou Bunkspeed Shot. Les utilisateurs connus de ces logiciels sont : Dreamworks, Works, Industrial Light and Magic, Lucasfilm, Airbus, Boeing, Ford, Merceds Benz, Volkswagen, Electronics Arts, Honda, General Motors, BMW, Stanford University.

Pour achever cet article voici la liste des pilotes fournis par NVDIA avec la nouvelle gamme de Quadro :

Quadro 5000

  • 258.63_desktop_win7_winvista_32bit_english
  • 258.63_desktop_win7_winvista_64bit_english
  • 258.63_desktop_winxp_64bit_english
  • 258.63_desktop_winxp_english

Quadro 6000

  • 258.98_desktop_win7_winvista_32bit_english
  • 258.98_desktop_win7_winvista_64bit_english
  • 258.98_desktop_winxp_64bit_english
  • 258.98_desktop_winxp_english

Les cartes Nvidia Quadro sont disponibles chez Materiel.net ou chez Amazon.

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