SPEC VPF12做裁判！五款專業顯卡評測

    泡泡網顯卡頻道12月31日  隨著現代科研、工業對專業顯卡的依賴程度升溫，AMD對專業繪圖市場的重視程度也達到了空前的高度。隨著科研力量的加大，前幾代GPU產品在OpenGL和驅動程序方面的BUG被逐漸排除，專業制圖軟件的支持度也有所改善，AMD專業顯卡逐漸獲得市場的認可，尤其是當核心過度到GCN架構以后，FirePro W系列專業顯卡以其過硬的品質和極高的性價比在市場上贏得了一席之地。

    而隨著前段時間數款新產品的發布，新一代的W9100/8100等升級版目前也已經到齊，藍寶石AMD FirePro W系列專業顯卡在高中低端市場的布局已經完成，從3萬多到幾千塊價位都有貨悉數上架。

    專業顯卡為何賣的那么貴呢？很多朋友想知道專業顯卡和消費級的普通顯卡究竟有不同，是不是專業顯卡的性能要比普通顯卡高的多？其實不是的！正所謂術業有專攻，在游戲方面，再“專業”的顯卡也并無任何優勢，有些專業顯卡甚至不能用來玩游戲。面對動輒幾萬的售價，也應該少有人為了玩游戲去買它。專業卡之所以專業，是因為它有很多普通顯卡不能比擬的特質和功能。

★ 數據糾正顯存(ECC)和專業軟件認證

    專業顯卡由于針對專業3D設計軟件做過優化，數據糾正顯存(ECC)能夠實現錯誤檢查和糾正技術（ECC）的顯存，這些能提高系統計算可靠性所以在顯示上更為準確，由于游戲顯卡，沒有專業軟件認證，所以無法良好的支持專業3D設計軟件，在模型的顯示上，難免會出現貼圖錯誤。而AMD專業繪圖卡皆通過專業軟件認證，可發揮認證軟件的完整功能應用于下列工作：

    工程與繪圖設計軟件 (CAD/CAE/AEC)、數字內容創作 (DCC) 與數字多媒體認證、地理信息系統(GIS) 與可視化、生命科學、石油煤氣探勘等。

★ 實時渲染大幅提高工作效率

    其次，專業顯卡還能極大的減輕在制作過程中CPU的負荷，譬如對一個復雜模型進行移動操作，游戲顯卡就會出現跳幀、不流暢，造成無法精確移動，可能就會移動很多次后，仍然無法移動到準確的位置。然而顯示是否錯誤、運行是否流暢、穩定，都會極大的影響制作的效率，甚至影響制作者的心情。

    由于各家顯卡的不同，以及顯卡驅動的不同，這個顯卡渲染結果和真實的最終渲染結果是有區別的，區別有多大，則取決于顯卡的驅動對3Ds MAX的優化，以及是否是專業顯卡。專業的顯卡以及針對專業3D設計軟件的驅動優化，能夠讓這個顯示效果盡可能的接近最終渲染效果。也就能讓制作者無需最終渲染就能大概的了解到最終成品的效果是怎樣的，極大的方便了制作者的調整工作，減少工作效率。

    不同的專業軟件對專業卡的要求也不同，例如MAYA就需要overlay，如果不支持的話，操作速度會慢不少，而其他的專業軟件如果用overlay倒不會提高速度反而會可能下降 ；此外，具備硬件線框抗鋸齒的專業卡跑CAD/CAM軟件的時候，也明顯比要一般的游戲卡快上不少。面對如此多的特殊需求，專業卡的驅動程序需要專門的優化才能達到非常好的的兼容性和速度 ，絕大部分的游戲軟件都很少會用到這類特性，并且性能瓶頸多數卡在像素階段而不是像專業軟件多數卡在幾何處理階段上。

★ GeometryBoost 強化幾何運算處理技術

    GeometryBoost 強化幾何運算處理技術, 它是透過增加額外的硬件處理單元，可以在每個時鐘周期中處理更多的數據，在實際操作后, 您會發現新款繪圖卡在處理幾何的表現上是難以置信的快速,在CAD或者DCC軟件可以更流暢的處理復雜的模型。

★ 幀鎖定（Framelock，幀鎖相）

    幀鎖定（Framelock，幀鎖相）是一種使顯示像素的掃描與同步源實現同步的過程。能夠借助硬件使每個顯示屏上的幀實現同步，同時還能在多個顯示屏上刷新畫面。如果應用在多臺顯示器上顯示，幀鎖相系統有助于保持畫面的連貫性，從而生成虛擬幕布。

    FrameLock 當若干系統連接在一起時，同步信號在網絡中從主系統饋送到其他系統，顯示幀彼此之間保持同步。通過這幀同步可以使一套或多套系統與同一時鐘源同步。Framelock 技術能夠對同步顯示刷新和多系統顯示的緩沖交換起作用，能夠和genlock一起使用。

★ 同步鎖定(Genlock，同步鎖相)

    同步鎖定(Genlock，同步鎖相)可以使一套系統或多套系統與同一同步源實現同步。使視頻的刷新和外部視頻源保持一致，當提供了一個適當的信號后，圖形卡就會把它的顯示刷新率和這個信號鎖定。

    Genlock一般采用BNC接頭。這讓顯卡可以接收外部的參考信號，例如電視墻畫面的同步化，所有畫面的閃爍跳動都達成一致.

★ 10bit色高精度顯示

    在消費級市場，10bit色顯示意義并不大，但對于需要高精度圖像顯示的場合，比如X光底片分析、膠片質量CG渲染等，其價值是無法用常規數據來衡量的。

    提供更完整的不壓縮每個RGB像素10-bit圖像輸出，用于醫療、軍事等級的顯示器更為細致擬真的色彩，讓專業人員準確判斷影像中的信息，當然這些需配合10bit專業顯示器才能看出效果。如果顯示設備可以支持的話，只要在驅動里面將選項打勾，并重啟電腦即可。

    但是，我們得明白一點，無論怎樣的優化，都沒辦法讓顯卡渲染的結果和CPU渲染的最終成品完全一致。從某種意義上來說，顯卡渲染的圖像其實是一種殘次品，顯卡所支持的OPENGL函數，特別是游戲顯卡支持的OPENGL函數是縮水的簡化版本，用顯卡渲染是一種為了速度而降低質量的、無奈的處理辦法。

    本次測試的顯卡分別是藍寶石AMD FirePro W9100、W8100、W5100、W4100和W2100。FirePro W9100是目前專業顯卡領域的旗艦級產品，它采用了和桌面上R9 290系列一樣的“夏威夷”核心，2816個流處理器，176個紋理單元，64個ROP單元。為了追求極致的穩定，FirePro W9100核心頻率略低于桌面版本，但即便如此仍舊可提供5.24TFlops單精度浮點性能、2.62TFlops雙精度浮點性能，不但雙精度效率達到了單精度的1/2，還是第一個雙精度破2TFlops的專業卡。

    FirePro W9100采用了驚人的16GB GDDR5顯存，512-bit位寬、5GB有效頻率，帶寬達到了320GB/s并支持ECC。為了做到如此海量顯存，AMD使用了十六顆8Gb顆粒。熱設計功耗為275W，只比上代W9000高了1W。

　　 FirePro W9100官方建議零售價和上代W9000完全相同，可以說是加量不加價，比競爭對手的NVIDIA Quadro K6000便宜了足足1000美元。

　　 輸出接口是一個三針立體mini DIN(用于HD3D立體)、六個miniDP 1.2，最多六屏輸出，單屏分辨率最高4096×2160，也就是能上六個4K屏。

FirePro W8100

    FirePro W8100是繼旗艦W9100之后第二款采用2代GCN架構的專業顯卡。它配備了2560個渲染單元和8GB 512bit顯存規格，擁有高達 4.2TFLOPS的單精度浮點運算能力，超過2TFLOPS雙精度計算性能更是驚人，被業界譽為新一代4K工作站的黃金搭檔。藍寶AMD FirePro W8100專業顯卡已全面上架，價格僅為15290元，是HPC工作站一個很好的選擇。

　　作為最新一代FirePro專業顯卡，藍寶石W8100專業顯卡采用了28nm GCN架構GPU核心，總計2560渲染單元，核心頻率824MHz。是繼旗艦品藍寶石W9100之后又一在2萬元內“怪獸級”專業顯卡。

　　在顯存方面，W8100專業顯卡采用了8GB的高速GDDR5顯存，提供512bit的顯存位寬和320GB/s顯存帶寬，可以幫助用戶實現動態編輯4K視頻、添加多種特效和調色。另外，用戶也可以借助海量顯存加載大規模組件和數據集，并實時對它們進行處理。

　　藍寶石W8100專業顯卡利用OpenCL技術加速Premiere Pro CC中的40多種特效，可以迅速而流暢地完成編輯高清、4K甚至更高分辨率的視頻，不用再浪費時間等待渲染完成。另外，該顯卡同樣支持OpenCL跨平臺技術，支持多達四個GPU。

    一些工作量較小的客戶可能并不需要優異專業顯卡的強勁性能，那么中端或者入門級專業顯卡就是最好的選擇。

    W5100作為上代W5000的取代者，首度使用了 Bonaire GPU，配備了768SP，性能比W5000更高。搭載了4GB GDDR5顯存，擁有4個Mini DP輸出，輕松搞定高分辨率和多屏顯示。

    W4100是繼W600之后首次使用了Cape Verde核心，定位于入門級，但即使如此W4100仍然搭載2GB GDDR5顯存，4個Mini DP，能同時支持4個4K顯示器，最大功耗僅為50W，支持AMD Zerocore 節電技術和PowerTune 動能技術，通過該兩項技術，有效地對功耗和性能做出控制手段，在低負載的情況下使整機功耗最大降低95%，對于需要從事多屏并對功耗有嚴格控制的用戶來說，W4100是最理想選擇。

    入門級的型號為W2100，使用了OLAND核心，搭載2GB顯存，可以提供403.2GFLOPS的計算性能，支持AMD Zerocore 節電技術和PowerTune 動能技術，提供完整的30bit 處理及傳送，外觀采用主動式散熱方案，其半高卡設計完美兼容各類型機箱服務器等，雖然性能不強但最大功耗僅為26W，適合對多屏應用強度不大的偏平面CAD及簡單3D CAD的用戶使用。

測試說明和平臺介紹

    此次測試的對象均屬于專業顯卡，測試時主要側重于專業制圖性能，所以傳統的游戲并沒有加入，而是使用了專業繪圖測試的SPECViewperf 12軟件。

    SPEC（Standard Performance Evaluation Corporation，標準性能評測機構）是國際上對系統應用性能進行標準評測的權威組織。VPF 12 要求顯示器的最低分辨率是 1920x1080，由于 VPF 12 是以窗口模式運行，因此桌面分辨率高于視窗對性能的影響并不大。

    CATIA-04 場景測試集是由 Dassault Systemes(達索系統)公司在 CATIA V6 R2012 上生成的圖形負載軌跡記錄，模型的規模從 5.1 百萬到 21 百萬個頂點(分別是賽車、噴氣式飛機、運動型多功能車等等。

    測試的項目都是 CATIA V6 R2012 提供支持的圖形特性，包括線框圖、抗鋸齒、著色圖、輪廓線加強著色圖、視野景深、環境光吸收著色等，合計有 14 個測試子場景，即 14 個小項目，這些小項目的測試結果的平均值就是上圖中的 CATIA-04 測試結果。

　　從測試結果來看，大溪地核心的 W9100、W8100 的比較接近，最快的 W9100 成績為 68.1fps，而最慢的 W2100 是 12.2fps。

    Creo-01 測試集源自 PTC 公司的 Creo 2 軟件生成的圖形負載軌跡，有兩個模型，規模分別是 2000 萬頂點和 4800 萬頂點。需要注意的是 Creo-01 并非是指 Creo 1.0，01 在這里只是表示該測試項目在 viewperf 歷史上首次引入基于該系列軟件的測試軌跡集。

    測試包含了多個獲 Creo 2 支持的渲染模式，例如線框圖、抗鋸齒、著色圖、輪廓加強著色圖、著色倒影圖等。測試由 13 個不同模式的項目組成，這些項目的測試結果平均后就成了 Creo-01 的成績。

    從測試來看，W9100、W8100、W5100 的結果都比較接近。W4100基本上是 W9100 1/3 的性能水準。

    Energy-01 測試集反映的是在地震、油氣田中的典型實體渲染應用，類似于醫療成像中的核磁共振(MRI)、計算機層析成像(CT)或者地球物理學中對三維柵格的子表面影像切片進行調查。實體渲染可以實現對三維容積柵格的二維投影，便于后續的分析和判讀。

    該測試包含了七個測試子項目，其中五個是中分辨率三維柵格，兩個是高分辨率，對顯存和系統內存的容量需求極高。中分辨率的場景包含有 1GiB 數據集，而高分辨率的數據集高達 3.2GiB。例如，顯卡的顯存低于 4GiB 的話則無法完成高分辨率場景的渲染;如果系統內存低于 12GiB 并且關閉了交換文件的話在運行高分辨率測試的時候也會陷入失去響應的情況。

    在 Energy-01 測試中藍寶 AMD FirePro W9100 的平均幀率為 4.8fps，W5100及以下的都直接卡死了。

    Maya-04 的測試集源自 Autodesk Maya 2013 生成的圖形負載軌跡，模型規模是 72.75 萬頂點，是由 AMD 提供的電力廠場景。

    這個測試包含了6個測試子項目，分別是著色、屏幕空間蔽塞著色、屏幕空間蔽塞著色多采樣抗鋸齒、屏幕空間蔽塞著色多采樣抗鋸齒 + 浮點渲染對象、屏幕空間蔽塞著色多采樣抗鋸齒 + 浮點渲染對象 + 權重平均式半透明、線框圖。

    藍寶 AMD FirePro W9100 在該測試獲得了 67 .6fps 的平均值，比 W8100 快不少。W2100 則只有14.3fps。

    Medical-01 有些類似于 Energy-01，也是屬于實體渲染的測試項目，不過在這里更多數據集都是由醫學掃描儀(MRI 或者 CT)獲得。

    測試的對象有兩個，分別是四維的心臟(80 MiB)和甲殼蟲(650MiB)，需要硬件支持三維紋理和相應的三線性過濾。

    這個測試比較偏重紋理處理和顯存帶寬的壓力，從測試結果來看 W9100 有接近 43.4fps 的水準，運行很流暢，而 W5100 是 11.3 fps，可以滿足互動操作的需求。

    Showcasr-01 測試集源自 Autodesk 公司 Showcase 2013 生成的圖形負荷軌跡。

    場景中的模型規模是 800 萬頂點，這個測試是 SPECviewperf 首次引入的 DirectX 渲染測試項目，測試的子項目有四項，分別是：自投影陰影著色、自投影陰影著色+投射陰影、著色、投射陰影著色。

    在這個測試中 W9100 獲得了 67.1 fps，W5100 是 23.1，基本上反映了顯卡核心的真實性能。

    SNX-02 測試集源自 Siemens PLM 公司 NX 8.0生成的圖形負載軌跡。

    SNX-02包含了兩個模型，模型的規模分別是 715 萬頂點和 8.45 萬頂點，每個模型跑五種渲染模式，共計有 10 個子項目。

    在這測試中，W8100 和 W9100 的測試結果相當不錯，而 W4100 也達到了 30.9 fps ，從互動操作的角度而言這是一個已經非常理想的幀率。

    SW-03 的測試集源自達索系統公司 Solidworks 2013 SP1 的圖形負荷軌跡，三個模型(小轎車、拉力賽賽車、特斯拉塔)的規模范圍從 210 萬頂點到 21000 萬頂點。

    測試的內容包括了程序所支持的各種渲染模式，例如著色圖、邊緣著色圖、環境光吸收、著色器應用以及環境映射，共計 11 個測試項目。

    W5100、W8100、W9100 的測試結果都比較接近。W4100、W2100 的測試結果分別是 35 和24.3fps，也算是非常不錯的表現了。

測試總結：

　　SPECviewperf 和普通測試軟件相比最明顯的區別就是測試對象都是從現實應用中抓出來的實際負荷、場景、模型，它反映的是純圖形處理下的顯卡性能。真實應用中還涉及不少互動操作，這是SPECviewperf 12的一個槽點，只是把模型轉來轉去并不能完全模擬真實的應用場景，涉及更復雜操作的處理需要使用 SPECapc 旗下的測試包才行。

　　雖然測完整個流程至少需要一個多小時，但和 SPECapc 的測試相比，SPECviewperf 12 已經是大大簡化了測試過程，因為不同的 SPECapc 都需要安裝對應的專業軟件以及進行復雜的配置，例如 NX 系列和 Solidworks 系列，而 SPECviewperf 12非常智能，只要點擊benchmark然后靜待測試結果即可，有點像3Dmark的感覺。

    全新一代FirePro Wx100系列專業顯卡受到了業內人士的廣泛關注，而中低端的W5100、W4100、 W2100也已正式上架，中國區的媒體價分別為4099元、1390元和1680元，這對于專業顯卡來說已經是非常便宜的售價了。 FirePro Wx100系列不僅全部支持4K超高清分辨率，而且均大幅增加了顯存規格并配備了先進的GCN架構，圖形和計算性能較之上代V系列有了明顯提升，而高端的W9100 16GB的顯存使得它在面對4K甚至8K分辨率的圖像處理也是游刃有余，性價比方面藍寶石FirePro系列專業顯卡無疑是業界良心。當然也不是完全沒有槽點，測試的時候，中低端顯卡出現過假死現象，穩定性和軟件豐富程度方面，AMD還有提升的空間。■<