W sierpniu, podczas konferencji SIGGRAPH, firma NVIDIA ogłosiła zupełnie nową architekturę graficzną Turing, a także nowe procesory graficzne Quadro RTX. Spośród kilku zapowiedzianych wówczas nowych procesorów graficznych, dziś przyjrzymy się bliżej układowi graficznemu NVIDIA Quadro RTX 5000. Jest on reklamowany jako pierwszy procesor graficzny z obsługą ray tracingu, który wykorzystuje również głębokie uczenie i zaawansowane cieniowanie. Karta RTX 5000 została zaprojektowana z myślą o obciążeniach nowej generacji, z potencjałem renderowania fotorealistycznych scen w czasie rzeczywistym, co jest nie lada gratką dla montażystów wideo, a także projektantów motoryzacyjnych i architektonicznych.
Siłą napędową nowej fali procesorów graficznych jest nowa architektura NVIDIA Turing. Firma jest ceniona za swoją wiodącą pozycję w dziedzinie GPU i rozwinęła ją, tworząc nową architekturę rdzeni GPU. Temat architektury jest nieco zbyt szczegółowy, aby go tu opisywać, ale podsumowując: Turing wykorzystuje kilka udoskonaleń sprzętowych, aby osiągnąć imponujące, nowe rezultaty. W przypadku śledzenia promieni architektura wykorzystuje procesory zwane rdzeniami RT, które przyspieszają obliczenia dotyczące rozchodzenia się światła i dźwięku w środowiskach 3D nawet o 10 gigapromieni na sekundę. Multiprocesor strumieniowy poprawia wydajność rastrowania i dodaje ulepszony potok graficzny oraz nowe, programowalne technologie cieniowania. Turing oferuje nowe rdzenie tensorowe, które zapewniają 500 bilionów operacji tensorowych na sekundę. Turing pozwala również użytkownikom wykorzystać większą liczbę rdzeni CUDA, aby obsługiwać do 16 bilionów operacji zmiennoprzecinkowych równolegle z 16 bilionami operacji całkowitych na sekundę.
Karta NVIDIA Quadro RTX 5000 została zaprojektowana z myślą o kreatywnych profesjonalistach, którzy potrzebują szybkiej i efektywnej pracy nad złożonymi projektami. Procesor graficzny posiada 3,072 rdzenie CUDA, 384 rdzenie Tensor, 48 rdzeni RT i 16 GB pamięci GDDR6. Ta imponująca moc obliczeniowa umożliwia renderowanie złożonych modeli i scen z fizycznie dokładnymi cieniami, odbiciami i refrakcjami. Karta RTX 5000 obsługuje technologię NVIDIA NVLink, umożliwiając użytkownikom skalowanie pamięci i wydajności za pomocą wielu konfiguracji procesorów graficznych. Zakładając, że stacja robocza dysponuje wystarczającą ilością miejsca, użytkownicy mogą podłączyć dwa procesory graficzne Quadro RTX 5000, co zapewnia przepustowość do 50 GB/s i łącznie 32 GB pamięci GDDR6. Procesor graficzny jest również wyposażony w technologię VirtualLink, umożliwiającą łączność z nową generacją gogli VR o wysokiej rozdzielczości.
Specyfikacja NVIDIA Quadro RTX 5000
| Architektura | NVIDIA Turinga |
| Pamięć GPU | 16GB GDDR6 |
| Interfejs pamięci | 256-bit |
| Przepustowość pamięci | Do 448 GB/s |
| ECC | Tak |
| Rdzenie NVIDIA CUDA | 3,072 |
| Rdzenie tensorowe NVIDIA | 384 |
| Rdzenie NVIDIA RT | 48 |
| Wydajność pojedynczej precyzji | X TFTPS |
| Wydajność tensora | X TFTPS |
| Łącze NVIDIA NV | Łączy 2 procesory graficzne Quadro RTX 5000 |
| Przepustowość NVIDIA NVLink | 50 GB/s (dwukierunkowo) |
| System Interface | PCI Express 3.0 x 16 |
| Pobór energii | Całkowita moc płyty: 265 W Całkowita moc graficzna: 230 W Aktywny roztwór termiczny |
| Form Factor | 4.4” wys. x 10.5” dł., dwa gniazda, pełna wysokość |
| Złącza wyświetlacza | 4xDP 1.4, 1x USB-C |
| Maksymalna liczba jednoczesnych wyświetlaczy | 4x 4096×2160 @ 120 Hz 4x 5120×2880 @ 60 Hz 2x 7680×4320 @ 60 Hz |
| Silniki kodowania/dekodowania | 1X kodowanie, 2X dekodowanie |
| VR Ready | Tak |
| Interfejsy API graficzne | DirectX 12.0 Model cieniowania 5.1 OpenGL 4.5 Vulkan 1.0 Interfejsy API Compute CUDA DirectCompute OpenCL |
Wydajność
Aby przetestować wydajność nowej architektury karty graficznej NVIDIA Quadro RTX 5000, zainstalowaliśmy ją na naszej stacji roboczej Lenovo ThinkSystem P920 z systemem Windows 10. Aby uzyskać kompleksowy obraz wydajności każdej karty, wykorzystaliśmy liczne testy branżowe i oprogramowanie akcelerowane przez GPU, które pozwala w pełni wykorzystać możliwości testowanej karty. Porównamy ją nie tylko z kartą NVIDIA Quadro RTX 4000, która korzysta z architektury Turning, ale także z poprzednią linią Pascal Quadro, obejmującą modele P6000 , P5000 i P4000 . To mniej o tym, co jest lepsze, a więcej o tym, czego można oczekiwać od wybranej karty graficznej.
Aby lepiej zrozumieć, jak te procesory graficzne skalowały się w zależności od architektury, zamieściliśmy poniższą tabelę podsumowującą rodzinę RTX w jej obecnym stanie. RTX 5000 znajduje się w środkowym slocie, o jeden stopień wyżej od podstawowego RTX 4000 i niżej od dwóch mocniejszych modeli RTX 6000 i RTX 8000.
| Procesory graficzne NVIDIA Quadro | ||||
|---|---|---|---|---|
| RTX 4000 | RTX 5000 | RTX 6000 | RTX 8000 | |
| Pamięć GPU | 8GB GDDR6 | 16GB GDDR6 | 24GB GDDR6 | 48GB GDDR6 |
| Interfejs pamięci | 256-bit | 256-bit | 384-bit | 384-bit |
| Przepustowość pamięci | Do 416 GB/s | Do 448 GB/s | Do 672 GB/s | Do 672 GB/s |
| Rdzenie NVIDIA CUDA | 2,304 | 3,072 | 4,608 | 4,608 |
| Rdzenie tensorowe NVIDIA | 288 | 384 | 576 | 576 |
| Rdzenie NVIDIA RT | 36 | 48 | 72 | 72 |
| Wydajność pojedynczej precyzji | X TFTPS | X TFTPS | X TFTPS | X TFTPS |
| Wydajność tensora | X TFTPS | X TFTPS | X TFTPS | X TFTPS |
Naszym pierwszym benchmarkiem jest wieloplatformowe narzędzie LuxMark OpenCL. LuxMark jest oparty na API LuxCore i oferowany jako promocyjny komponent pakietu LuxCoreRender. Wykorzystuje on nowy, oparty na mikrojądrze, moduł śledzenia ścieżek OpenCL do renderowania, bardziej na potrzeby benchmarku, oferując unikalny sposób obciążenia procesora graficznego zainstalowanego na danej stacji roboczej.
| LuxMark | |
|---|---|
| GPU | Efekty |
| P4000 | 15,303 |
| P5000 | 13,170 |
| P6000 | 21,297 |
| RTX 4000 | 28,338 |
| RTX 5000 | 29,404 |
Choć układy graficzne Pascal wypadły dobrze w teście LuxMark, to w przypadku układów Turning widoczny jest wyraźny wzrost wydajności. RTX 5000, co nie jest zaskoczeniem, okazał się najlepszy z wynikiem 29 404 punktów.
Kolejnym narzędziem jest Arion, narzędzie do benchmarkingu CUDA, opracowane przez RandomControl, które pozwala stacjom roboczym obciążać procesory CPU lub GPU w aplikacjach renderujących. ArionBench to narzędzie programowe oparte na technologii Arion 2, które poddaje procesory CPU/GPU dużemu obciążeniu poprzez symulację przepływu światła w scenie 3D.
| Arion | |
|---|---|
| GPU | Efekty |
| P4000 | 1,865 |
| P5000 | 2,738 |
| P6000 | 3,731 |
| RTX 4000 | 4,484 |
| RTX 5000 | 6,193 |
Kolejny duży skok w wynikach przy przejściu z architektury Pascal na architekturę Turing, przy czym RTX 5000 wyraźnie wyprzedza resztę, wyraźnie przyspieszając P6000.
Nasz kolejny test porównawczy wykorzystuje oprogramowanie SolidWorks 2019 i cztery modele 3D obejmujące Audi R8, koparkę budowlaną, silnik odrzutowy oraz samochód rajdowy. SolidWorks to wiodąca w branży aplikacja do modelowania CAD 3D z akceleracją GPU, działająca w systemach Windows. SolidWorks został opracowany przez Dassault Systèmes i jest używany przez ponad dwa miliony inżynierów i ponad 165 000 firm na całym świecie. Do celów testowych wykorzystujemy nową funkcję „potoku wydajności” w oprogramowaniu SolidWorks 2019. Ta architektura zapewnia bardziej responsywne wyświetlanie w czasie rzeczywistym, szczególnie w przypadku dużych modeli. Wykorzystuje nowoczesną technologię OpenGL (4.5) i sprzętową akcelerację renderowania, aby zachować wysoki poziom szczegółowości i liczbę klatek na sekundę podczas przesuwania, powiększania i obracania dużych modeli.
Po wyrenderowaniu każdego modelu nasz skrypt obraca go pięć razy i mierzy czas potrzebny do wykonania tego zadania. Następnie dzieli wynik przez liczbę wyrenderowanych klatek i oblicza średnią liczbę klatek na sekcję (FPS).
| SolidWorks | |
|---|---|
| Solidworks R8 | Średnia FPS |
| P4000 | 198.0232 |
| P5000 | 214.9254 |
| P6000 | 217.9745 |
| RTX 4000 | 211.1824 |
| RTX 5000 | 208.8849 |
| Koparka Solidworks | Średnia FPS |
| P4000 | 186.4832 |
| P5000 | 211.9595 |
| P6000 | 230.9774 |
| RTX 4000 | 259.6056 |
| RTX 5000 | 294.2529 |
| Silnik odrzutowy Solidworks | Średnia FPS |
| P4000 | 163.0573 |
| P5000 | 198.5351 |
| P6000 | 210.411 |
| RTX 4000 | 220.6897 |
| RTX 5000 | 283.2206 |
| Samochód rajdowy Solidworks | Średnia FPS |
| P4000 | 205.6225 |
| P5000 | 219.0114 |
| P6000 | 218.4922 |
| RTX 4000 | 214.4253 |
| RTX 5000 | 217.256 |
Ciekawie jest zauważyć niewielki spadek wydajności układów GPU Turing w Solidworks R8 i Rally Car w porównaniu z Pascalem, choć pliki te mogą nie w pełni wykorzystywać możliwości nowszych układów GPU. Karta RTX 5000 zapewniła lepszą wydajność w Digger i Jet Engine, znacznie przewyższając inne. W przypadku Solidworks korzystaliśmy z trybu wyświetlania beta, który może być przyczyną nietypowego skalowania widocznego w zespołach Audi R8 i RallyCar.
Kolejnym krokiem jest benchmark Environmental Systems Research Institute (Esri). Esri jest dostawcą oprogramowania dla systemów informacji geograficznej (GIS). Zespół ds. wydajności Esri zaprojektował skrypty dodatku PerfTool, które automatycznie uruchamiają aplikację ArcGIS Pro. Aplikacja ta wykorzystuje funkcję „ZoomToBookmarks” do przeglądania różnych predefiniowanych zakładek i tworzenia pliku dziennika ze wszystkimi kluczowymi danymi potrzebnymi do przewidywania wrażeń użytkownika. Skrypt automatycznie zapętla zakładki trzykrotnie, aby uwzględnić buforowanie (pamięci podręcznej i dysku). Innymi słowy, ten benchmark symuluje intensywne użytkowanie graficzne, które można zaobserwować w oprogramowaniu Esri ArcGIS Pro 2.3.
Testy składają się z trzech głównych zestawów danych. Dwa z nich to trójwymiarowe widoki miast Filadelfii w Pensylwanii i Montrealu w Quebecu. Te widoki miast zawierają teksturowane, trójwymiarowe budynki wielowarstwowe nałożone na model terenu oraz nałożone zdjęcia lotnicze. Trzeci zestaw danych to dwuwymiarowy widok mapy regionu Portland w Oregonie. Dane te zawierają szczegółowe informacje dotyczące dróg, działek gruntu, parków i szkół, rzek, jezior oraz terenu pokrytego cieniem wzniesień.
Patrząc na czas rysowania modelu Montreal, NVIDIA Quadro RTX 5000 wykazała średni czas rysowania wynoszący 00:01:31.067, podczas gdy średni i minimalny czas rysowania wyniósł odpowiednio 527.636 i 190.775 FPS.
| ESRI ArcGIS Pro 2.3 Montreal | |
|---|---|
| Czas na losowanie | Średni |
| Quadro P4000 | 00:01:31.084 |
| Quadro P5000 | 00: 01: 31: 082 |
| Quadro P6000 | 00:01:31.081 |
| Quadro RTX4000 | 00:01:31.284 |
| Quadro RTX5000 | 00:01:31.067 |
| Średnia FPS | Średni |
| Quadro P4000 | 432.327 |
| Quadro P5000 | 489.889 |
| Quadro P6000 | 521.551 |
| Quadro RTX4000 | 502.395 |
| Quadro RTX5000 | 527.636 |
| Minimalna liczba klatek na sekundę | Średni |
| Quadro P4000 | 164.546 |
| Quadro P5000 | 194.218 |
| Quadro P6000 | 190.336 |
| Quadro RTX4000 | 180.699 |
| Quadro RTX5000 | 190.775 |
Następnie mamy nasz model z Filadelfii, w którym RTX 5000 wykazał średni czas rysowania na poziomie 00:01:01.111, podczas gdy średnia i minimalna liczba klatek na sekundę (FPS) wyniosły odpowiednio 531.315 i 224.341.
| ESRI ArcGIS Pro 2.3 Filadelfia | |
|---|---|
| Czas na losowanie | Średni |
| Quadro P4000 | 00:02:53.928 |
| Quadro P5000 | 00:01:01.109 |
| Quadro P6000 | 00:01:01.245 |
| Quadro RTX4000 | 00:01:00.231 |
| Quadro RTX5000 | 00:01:01.111 |
| Średnia FPS | Średni |
| Quadro P4000 | 304.340 |
| Quadro P5000 | 451.826 |
| Quadro P6000 | 469.879 |
| Quadro RTX4000 | 434.170 |
| Quadro RTX5000 | 531.315 |
| Minimalna liczba klatek na sekundę | Średni |
| Quadro P4000 | 160.152 |
| Quadro P5000 | 212.910 |
| Quadro P6000 | 207.879 |
| Quadro RTX4000 | 196.825 |
| Quadro RTX5000 | 224.341 |
Nasz ostatni model to Portland. W tym przypadku RTX 5000 uzyskał średni czas rysowania na poziomie 00:00:32.541. Średnia liczba klatek na sekundę (FPS) wyniosła 2,783.547, a minimalna 1,007.309.
| ESRI ArcGIS Pro 2.3 Portland | |
|---|---|
| Czas na losowanie | Średni |
| Quadro P4000 | 00:00:32.426 |
| Quadro P5000 | 00:00:32.310 |
| Quadro P6000 | 00:00:32.552 |
| Quadro RTX4000 | 00:00:32.646 |
| Quadro RTX5000 | 00:00:32.541 |
| Średnia FPS | Średni |
| Quadro P4000 | 2,051.053 |
| Quadro P5000 | 2,057.395 |
| Quadro P6000 | 2,343.948 |
| Quadro RTX4000 | 2,821.928 |
| Quadro RTX5000 | 2,783.547 |
| Minimalna liczba klatek na sekundę | Średni |
| Quadro P4000 | 1,179.974 |
| Quadro P5000 | 1,189.524 |
| Quadro P6000 | 1,282.045 |
| Quadro RTX4000 | 1,083.260 |
| Quadro RTX5000 | 1,007.309 |
Wniosek
NVIDIA Quadro RTX 5000 to jeden z nowszych procesorów graficznych firmy opartych na architekturze Turing. Turing ma być zupełnie nowym podejściem do architektury GPU, ponieważ NVIDIA planuje wprowadzić zmiany już teraz, mając na uwadze przyszłe trendy. Karta RTX 5000, skierowana do profesjonalistów kreatywnych, którzy realizują złożone projekty wymagające wydajnej i szybkiej pracy, oferuje imponujące możliwości sprzętowe, w tym 3,072 rdzenie CUDA, 384 rdzenie Tensor, 48 rdzeni RT i 16 GB pamięci GDDR6. Użytkownicy potrzebujący jeszcze większej wydajności GPU mogą rozbudować RTX o drugi procesor graficzny za pośrednictwem NVIDIA NVLink.
Ze względu na wszystkie komponenty, które powinny zapewnić wyższą wydajność, poddaliśmy go serii testów, zarówno nowych, jak i starych, aby sprawdzić jego możliwości. Nikogo nie zaskoczył fakt, że NVIDIA Quadro RTX 5000 była najwydajniejsza w większości naszych testów. W testach LuxMark i Arion RTX 5000 uzyskał ponad dwukrotnie lepsze wyniki niż P5000. RTX 5000 uzyskał wysoką wydajność w testach Solidworks Digger i Jet Engine. Należy pamiętać, że RTX 5000, mimo swojej mocy, nie jest szczytem możliwości wśród procesorów graficznych Turing.
Jeśli kreatywny profesjonalista poszukuje większego skoku wydajności w większości obszarów, NVIDIA Quadro RTX 5000 spełni jego oczekiwania. Powyższe wyniki wydajności podkreślają obszary, w których RTX 5000 błyszczy, oraz kilka miejsc, w których GPU oparte na architekturze Pascal działa wystarczająco dobrze. Ogólnie rzecz biorąc, dzięki rodzinie RTX, NVIDIA wykonała znakomitą pracę, nadal poszerzając granice możliwości komputerów stacjonarnych dla twórców. Z kolei RTX 5000 dobrze uzupełnia ofertę średniej półki, oferując dobrą równowagę między wydajnością a ceną.
Amazon