V srpnu na konferenci SIGGRAPH společnost NVIDIA oznámila zcela novou grafickou architekturu Turing a také nové grafické karty Quadro RTX. Z několika tehdy oznámených nových grafických karet se dnes podíváme konkrétně na grafickou kartu NVIDIA Quadro RTX 5000. Je označována za první grafickou kartu s technologií ray tracing, která zároveň využívá hluboké učení a pokročilé stínování. RTX 5000 je navržena pro úlohy nové generace s potenciálem vykreslování fotorealistických scén v reálném čase, což je přínosem pro video editory i automobilové a architektonické designéry.
Hnací silou nové vlny GPU je nová architektura NVIDIA Turing. Společnost je uctívána pro své vedoucí postavení v oblasti GPU a na tomto principu staví i s novou architekturou jádra GPU. Téma architektury je trochu příliš hluboké na to, abychom se do něj zde pouštěli, ale abychom to shrnuli: Turing využívá několik hardwarových vylepšení k dosažení působivých nových výsledků. Pro sledování paprsků architektura využívá procesory nazývané RT jádra, které zrychlují výpočet šíření světla a zvuku v 3D prostředí až o 10 gigapaprsků za sekundu. Streamovací multiprocesor zlepšuje rastrový výkon a přidává vylepšený grafický kanál a nové programovatelné technologie stínování. Turing přichází s novými tenzorovými jádry, která poskytují 500 bilionů tenzorových operací za sekundu. A Turing umožňuje uživatelům využít více jader CUDA pro podporu až 16 bilionů operací s plovoucí desetinnou čárkou paralelně s 16 biliony celočíselných operací za sekundu.
NVIDIA Quadro RTX 5000 je určena pro kreativní profesionály, kteří potřebují rychle a efektivně pracovat na složitých projektech. Grafická karta má 3 072 CUDA jader, 384 Tensor jader, 48 RT jader a 16 GB paměti GDDR6. Toto působivé množství hardwaru je schopno vykreslit složité modely a scény s fyzicky přesnými stíny, odrazy a lomy. RTX 5000 podporuje technologii NVIDIA NVLink, která uživatelům umožňuje škálovat paměť a výkon s různými konfiguracemi GPU. Za předpokladu, že je v jejich pracovní stanici dostatek místa, mohou uživatelé připojit dvě grafické karty Quadro RTX 5000 a dosáhnout tak šířky pásma až 50 GB/s a dohromady 32 GB paměti GDDR6. Grafická karta je také vybavena technologií VirtualLink, která poskytuje konektivitu k nové generaci VR headsetů s vysokým rozlišením.
Specifikace grafické karty NVIDIA Quadro RTX 5000
| Architektura | NVIDIA Turing |
| Paměť GPU | 16GB GDDR6 |
| Paměťové rozhraní | 256-bit |
| Paměťová šířka pásma | Až 448 GB/s |
| ECC | Ano |
| NVIDIA CUDA jádra | 3,072 |
| Tenzorová jádra NVIDIA | 384 |
| Jádra NVIDIA RT | 48 |
| Výkon s jednou přesností | 11.2 TFLOPS |
| Výkon tenzoru | 89.2 TFLOPS |
| NVIDIA NVLink | Připojuje 2 grafické karty Quadro RTX 5000 |
| Šířka pásma NVIDIA NVLink | 50 GB/s (obousměrné) |
| rozhraní systému | PCI Express 3.0 x 16 |
| Spotřeba energie | Celkový výkon desky: 265 W Celkový výkon grafické karty: 230 W Aktivní termální roztok |
| Form Factor | 4.4 cm V x 10.5 cm D, dvojitý slot, plná výška |
| Konektory displeje | 4x DP 1.4, 1x USB-C |
| Maximální počet simultánních zobrazení | 4x 4096×2160 při 120 Hz 4x 5120×2880 při 60 Hz 2x 7680×4320 při 60 Hz |
| Kódovací/dekódovací moduly | 1X kódování, 2X dekódování |
| VR připraven | Ano |
| Grafická API | DirectX 12.0 Shader Model 5.1 OpenGL 4.5 Vulkan 1.0 Výpočetní API CUDA DirectCompute OpenCL |
Výkon
Abychom otestovali výkon nové architektury v grafické kartě NVIDIA Quadro RTX 5000, nainstalovali jsme ji do naší pracovní stanice Lenovo ThinkSystem P920 s operačním systémem Windows 10. Pro komplexní pohled na výkon jednotlivých karet jsme využili několik oborových benchmarků a softwaru akcelerovaného GPU, který dokáže plně využít testovanou kartu. Nejenže ji budeme porovnávat s NVIDIA Quadro RTX 4000, která sdílí architekturu Turning, ale také ji budeme porovnávat s předchozí řadou Pascal Quadro, včetně P6000 , P5000 a P4000 . To je méně, což je lepší, a více o tom, co lze od zvolené grafické karty očekávat.
Abychom získali lepší představu o tom, jak se tyto GPU škálovaly z různých architektur, zahrnuli jsme následující tabulku, která shrnuje současnou situaci rodiny RTX. RTX 5000 se nachází ve středním slotu, o krok výše od základní RTX 4000 a pod dvěma výkonnějšími sourozenci RTX 6000 a RTX 8000.
| Grafické procesory NVIDIA Quadro | ||||
|---|---|---|---|---|
| RTX 4000 | RTX 5000 | RTX 6000 | RTX 8000 | |
| Paměť GPU | 8GB GDDR6 | 16GB GDDR6 | 24GB GDDR6 | 48GB GDDR6 |
| Paměťové rozhraní | 256-bit | 256-bit | 384-bit | 384-bit |
| Paměťová šířka pásma | Až 416 GB/s | Až 448 GB/s | Až 672 GB/s | Až 672 GB/s |
| NVIDIA CUDA jádra | 2,304 | 3,072 | 4,608 | 4,608 |
| Tenzorová jádra NVIDIA | 288 | 384 | 576 | 576 |
| Jádra NVIDIA RT | 36 | 48 | 72 | 72 |
| Výkon s jednou přesností | 7.1 TFLOPS | 11.2 TFLOPS | 16.3 TFLOPS | 16.3 TFLOPS |
| Výkon tenzoru | 57.0 TFLOPS | 89.2 TFLOPS | 130.5 TFLOPS | 130.5 TFLOPS |
Naším prvním benchmarkem je multiplatformní nástroj LuxMark pro benchmarking OpenCL. LuxMark je založen na rozhraní LuxCore API a je nabízen jako propagační součást sady LuxCoreRender. Pro svůj benchmark používá nový tracer pro OpenCL založený na mikrojádru jako renderovací nástroj, který nabízí jedinečný způsob, jak zatížit grafický procesor instalovaný v dané pracovní stanici.
| LuxMark | |
|---|---|
| GPU | výsledky |
| P4000 | 15,303 |
| P5000 | 13,170 |
| P6000 | 21,297 |
| RTX 4000 | 28,338 |
| RTX 5000 | 29,404 |
Zatímco grafické karty Pascal v testu LuxMark dosáhly dobrých výsledků, u grafických karet Turning je patrný zřejmý nárůst výkonu. RTX 5000 se bez překvapení umístila na nejlepším místě se skóre 29 404.
Dalším nástrojem je Arion, benchmarkovací nástroj CUDA vyvinutý společností RandomControl, který umožňuje pracovním stanicím zatěžovat CPU nebo GPU v renderovací aplikaci. ArionBench je softwarový nástroj založený na technologii Arion 2, který vystavuje CPU/GPU vysoké zátěži simulací toku světla ve 3D scéně.
| Arion | |
|---|---|
| GPU | výsledky |
| P4000 | 1,865 |
| P5000 | 2,738 |
| P6000 | 3,731 |
| RTX 4000 | 4,484 |
| RTX 5000 | 6,193 |
Další velký skok ve skóre při přechodu z Pascalu na Turing, kde RTX 5000 výrazně předběhla ostatní a je výrazně rychlejší než P6000.
Náš další benchmark využívá SolidWorks 2019 a čtyři 3D modely zahrnující Audi R8, stavební bagr, proudový motor a také rallyový vůz. Solidworks je špičková 3D CAD modelovací aplikace s akcelerací GPU, která funguje na systémech Windows. SolidWorks je vyvinutý společností Dassault Systèmes a používá jej více než dva miliony inženýrů a více než 165 000 společností po celém světě. Pro účely benchmarkingu využíváme novou funkci „performance pipeline“ v SolidWorks 2019. Tato architektura poskytuje responzivnější zobrazení v reálném čase, zejména u velkých modelů. Využívá moderní OpenGL (4.5) a hardwarově akcelerované vykreslování pro zachování vysoké úrovně detailů a snímkové frekvence při posouvání, zoomování nebo otáčení velkých modelů.
Po vykreslení každého modelu náš skript pětkrát otočí každý model a změří čas potřebný k dokončení tohoto úkolu. Poté tuto hodnotu vydělí počtem vykreslených snímků a vypočítá průměrné skóre snímků na sekci (FPS).
| SolidWorks | |
|---|---|
| Solidworks R8 | Průměrné FPS |
| P4000 | 198.0232 |
| P5000 | 214.9254 |
| P6000 | 217.9745 |
| RTX 4000 | 211.1824 |
| RTX 5000 | 208.8849 |
| Bagr Solidworks | Průměrné FPS |
| P4000 | 186.4832 |
| P5000 | 211.9595 |
| P6000 | 230.9774 |
| RTX 4000 | 259.6056 |
| RTX 5000 | 294.2529 |
| Tryskový motor Solidworks | Průměrné FPS |
| P4000 | 163.0573 |
| P5000 | 198.5351 |
| P6000 | 210.411 |
| RTX 4000 | 220.6897 |
| RTX 5000 | 283.2206 |
| Rallyové auto Solidworks | Průměrné FPS |
| P4000 | 205.6225 |
| P5000 | 219.0114 |
| P6000 | 218.4922 |
| RTX 4000 | 214.4253 |
| RTX 5000 | 217.256 |
Je zajímavé pozorovat mírný pokles výkonu grafických karet Turing v Solidworks R8 a Rally Car ve srovnání s Pascalem, i když tyto soubory nemusí plně využívat novější grafické karty. RTX 5000 poskytovala vynikající výkon v Digger a Jet Engine a ostatní karty s velkým náskokem překonala. V našem Solidworksu jsme používali beta režim zobrazení, který může být příčinou neobvyklého škálování pozorovaného u sestav Audi R8 a RallyCar.
Dalším v pořadí je benchmark od Environmental Systems Research Institute (Esri). Esri je dodavatelem softwaru pro geografické informační systémy (GIS). Tým Performance Team společnosti Esri navrhl doplňkové skripty PerfTool pro automatické spouštění ArcGIS Pro. Tato aplikace používá funkci „ZoomToBookmarks“ k procházení různých předdefinovaných záložek a vytváření souboru protokolu se všemi klíčovými daty potřebnými k predikci uživatelského prostředí. Skript automaticky třikrát opakuje záložky, aby zohlednil ukládání do mezipaměti (paměť a mezipaměť disku). Jinými slovy, tento benchmark simuluje náročné grafické využití, které lze pozorovat u softwaru Esri ArcGIS Pro 2.3.
Testy se skládají ze tří hlavních datových sad. Dvě jsou 3D pohledy na města Filadelfie v Pensylvánii a Montrealu v Quebecu. Tyto pohledy na města obsahují texturované 3D vícerozměrné budovy přehozené přes model terénu a přehozené letecké snímky. Třetí datová sada je 2D mapa regionu Portland v Oregonu. Tato data obsahují podrobné informace o silnicích, pozemkech, parcích a školách, řekách, jezerech a terénu ve stínu kopců.
Při pohledu na dobu vykreslení modelu z Montrealu vykázala NVIDIA Quadro RTX 5000 průměrnou dobu vykreslení 00:01:31.067, zatímco průměrné a minimální FPS vykázaly 527.636 a 190.775.
| ESRI ArcGIS Pro 2.3 Montreal | |
|---|---|
| Doba kreslení | Průměrný |
| Quadro P4000 | 00:01:31.084 |
| Quadro P5000 | 00: 01: 31: 082 |
| Quadro P6000 | 00:01:31.081 |
| Quadro RTX 4000 | 00:01:31.284 |
| Quadro RTX 5000 | 00:01:31.067 |
| Průměrné FPS | Průměrný |
| Quadro P4000 | 432.327 |
| Quadro P5000 | 489.889 |
| Quadro P6000 | 521.551 |
| Quadro RTX 4000 | 502.395 |
| Quadro RTX 5000 | 527.636 |
| Minimální FPS | Průměrný |
| Quadro P4000 | 164.546 |
| Quadro P5000 | 194.218 |
| Quadro P6000 | 190.336 |
| Quadro RTX 4000 | 180.699 |
| Quadro RTX 5000 | 190.775 |
Dalším je náš model z Philadelphie, kde RTX 5000 vykázala průměrnou dobu vykreslování 00:01:01.111, zatímco průměrné a minimální FPS vykázaly 531.315 a 224.341.
| ESRI ArcGIS Pro 2.3 Philadelphia | |
|---|---|
| Doba kreslení | Průměrný |
| Quadro P4000 | 00:02:53.928 |
| Quadro P5000 | 00:01:01.109 |
| Quadro P6000 | 00:01:01.245 |
| Quadro RTX 4000 | 00:01:00.231 |
| Quadro RTX 5000 | 00:01:01.111 |
| Průměrné FPS | Průměrný |
| Quadro P4000 | 304.340 |
| Quadro P5000 | 451.826 |
| Quadro P6000 | 469.879 |
| Quadro RTX 4000 | 434.170 |
| Quadro RTX 5000 | 531.315 |
| Minimální FPS | Průměrný |
| Quadro P4000 | 160.152 |
| Quadro P5000 | 212.910 |
| Quadro P6000 | 207.879 |
| Quadro RTX 4000 | 196.825 |
| Quadro RTX 5000 | 224.341 |
Náš poslední model je Portland. Zde měla RTX 5000 průměrnou dobu vytáčení 00:00:32.541. Průměrné FPS ukázalo 2 783,547, zatímco minimální FPS ukázalo 1 007,309.
| ESRI ArcGIS Pro 2.3 Portland | |
|---|---|
| Doba kreslení | Průměrný |
| Quadro P4000 | 00:00:32.426 |
| Quadro P5000 | 00:00:32.310 |
| Quadro P6000 | 00:00:32.552 |
| Quadro RTX 4000 | 00:00:32.646 |
| Quadro RTX 5000 | 00:00:32.541 |
| Průměrné FPS | Průměrný |
| Quadro P4000 | 2,051.053 |
| Quadro P5000 | 2,057.395 |
| Quadro P6000 | 2,343.948 |
| Quadro RTX 4000 | 2,821.928 |
| Quadro RTX 5000 | 2,783.547 |
| Minimální FPS | Průměrný |
| Quadro P4000 | 1,179.974 |
| Quadro P5000 | 1,189.524 |
| Quadro P6000 | 1,282.045 |
| Quadro RTX 4000 | 1,083.260 |
| Quadro RTX 5000 | 1,007.309 |
Závěr
NVIDIA Quadro RTX 5000 je jednou z novějších grafických karet společnosti založených na architektuře Turing. Turing má představovat zcela nový pohled na architekturu GPU, protože NVIDIA se snaží věci změnit s ohledem na budoucí vývoj. RTX 5000, určená pro kreativní profesionály, kteří mají složité projekty vyžadující efektivní a rychlou práci, má pod kapotou působivý hardware, včetně 3 072 jader CUDA, 384 jader Tensor, 48 jader RT a 16 GB paměti GDDR6. Pro ty, kteří potřebují ještě vyšší výkon GPU, lze RTX škálovat s druhou GPU prostřednictvím NVIDIA NVLink.
Všechny komponenty, které by měly vést k vynikajícímu výkonu, jsme podrobili záplavě testů, nových i starších, abychom zjistili, co dokáže. Nikoho nepřekvapilo, že NVIDIA Quadro RTX 5000 byla ve většině našich testů nejlepší. V benchmarkech LuxMark a Arion RTX 5000 více než zdvojnásobila skóre P5000. RTX 5000 podala silný výkon v benchmarkech Solidworks Digger a Jet Engine. Je třeba mít na paměti, že RTX 5000, ať už je jakkoli výkonná, nepatří mezi grafické karty s procesory Turing.
Pokud kreativní profesionál hledá větší výkonnostní skok ve většině oblastí, NVIDIA Quadro RTX 5000 bude pro tuto kategorii splňovat požadavky. Naše výše uvedené výsledky výkonu zdůrazňují oblasti, kde RTX 5000 vyniká, a několik míst, kde si grafická karta založená na Pascalu vede dostatečně dobře. Celkově vzato, NVIDIA s řadou RTX odvedla vynikající práci a nadále posouvá hranice toho, co je kreativcům k dispozici v rámci stolního počítače. RTX 5000 ze své strany dobře vyplňuje střední třídu a nabízí dobrou rovnováhu mezi výkonem a cenou.
Amazon