Профессиональные видеокарты Sapphire AMD FirePro W7100, W5100 и W4100: обзор и тестирование

Введение

Начать эту статью необходимо с небольшого лирического отступления о том, каким образом в её заглавие попало название фирмы Sapphire. Ведь всем нам хорошо известно, что на рынке осталось лишь два разработчика графических процессоров для профессиональных видеокарт, ориентированных на системы моделирования, визуализации и автоматизированного проектирования, – это AMD и NVIDIA. И в данной сфере эти фирмы не прибегают к помощи независимых производителей графических карт, а занимаются созданием дизайна и выпуском готовых изделий самостоятельно. Однако некоторое время тому назад у этой стратегии, подразумевающей прямое взаимодействие между разработчиками GPU и конечными покупателями, обнаружились очевидные недостатки. Несмотря на то, что рынок профессиональной графики очень специфичен, и спрос на такие продукты не слишком велик, AMD и NVIDIA столкнулись с тем, что прямые продажи видеокарт – не самая подходящая для них сфера деятельности. За свою многолетнюю историю обе эти фирмы обросли достаточным числом партнёров, которые традиционно снимали с них необходимость выстраивания ориентированных на розничные продажи сетей сбыта, и поэтому заниматься продажами профессиональных ускорителей конечным потребителям для них оказалось несподручно.

Поэтому AMD, как, кстати, и NVIDIA, решили выбрать из числа производителей видеокарт своих самых близких партнёров, и переложить работу с клиентами в профессиональном рыночном сегменте на их плечи. Главным агентом NVIDIA по реализации профессиональных видеокарт стала компания PNY, а AMD возложила эту обязанность на Sapphire. Собственно, именно поэтому представители линейки FirePro, о которой и пойдёт речь в данном материале, продаются исключительно через дистрибуторскую сеть Sapphire, используемую AMD для реализации своей профессиональной продукции с середины 2013 года. Иными словами, профессиональные карты Sapphire – это те же самые FirePro, которые основываются на эталонном дизайне и комплектуются штатными системами охлаждения, созданными инженерами AMD. Кстати, сама AMD от прямого распространения своих профессиональных карт отказалась вообще, поэтому компания Sapphire в настоящее время является эксклюзивным провайдером решений серии FirePro на глобальном рынке.

При этом отдельного упоминания заслуживает и тот факт, что профессиональные карты серии FirePro производятся на заводах Sapphire, и это - отнюдь не нововведение. Графические акселераторы такого класса Sapphire изготавливает на своих предприятиях уже на протяжении многих лет, и даже в то время, когда на профессиональных видеокартах AMD название компании Sapphire не фигурировало, на самом деле выпущены они были на заводах этой компании. Получается, что привлечение компании Sapphire к распространению ускорителей серии FirePro – это и своего рода восстановление исторической справедливости.

Появление на рынке профессиональной графики игрока, имеющего большой опыт в продажах и продвижении видеокарт, положительно сказалось на доступности продуктов серии FirePro. Несмотря на то, что AMD выпустила обновлённую линейку акселераторов этого семейства ещё в середине прошлого года, до недавних пор нам не удавалось получить на тесты образцы карт среднего ценового диапазона. Но теперь, когда к продвижению этой линейки подключилась Sapphire, в нашу лабораторию всё-таки попали долгожданные образцы FirePro W7100, W5100 и W4100, с тестированием которых мы и предлагаем познакомиться.

Напомним, масштабное обновление семейства профессиональных графических ускорителей FirePro, в рамках которого и появились видеоплаты, ставшие героями этого обзора, началось в апреле прошлого года. Именно тогда AMD представила свою флагманскую видеокарту FirePro W9100, с подробным обзором которой вы можете познакомиться на нашем сайте. Затем, в июне, появилась более простая модель FirePro W8100, а в августе линейка приобрела логическую завершённость и была дополнена доступными (по меркам рынка профессиональной графики) видеоускорителями FirePro W7100, W5100, W4100 и W2100. Эта группа видеокарт, которая прибыла на рынок последней, базируется на различных GPU классов Volcanic Islands, Sea Islands и Southern Islands, давно и хорошо знакомых нам по игровой графике. Но целевая аудитория у таких профессиональных карт – инженеры-конструкторы, моделлеры и проектировщики, не желающие тратить на графику более $1000. И в этом смысле рассматриваемые в этом обзоре FirePro W7100, W5100 и W4100 – относительно бюджетные предложения в своём рыночном сегменте.

Если говорить в целом, то обновлённая линейка FirePro привнесла значительные инновации по сравнению со своими предшественниками: выросла производительность, увеличились объёмы видеопамяти и в сумме профессиональные ускорители AMD стали полностью совместимыми с 4K-разрешениями. Всё это касается не только старших моделей, но и недорогих ускорителей нового поколения. И мы посчитали это вполне достаточным поводом для подробного знакомства с ними. Так давайте познакомимся с каждой из карт немного поближе.

Sapphire AMD FirePro W7100

С технической точки зрения AMD FirePro W7100 – наиболее интересная видеокарта из рассматриваемых в настоящем обзоре. В то время как её предшественница W7000 базировалась на GPU среднего класса Tahiti, в W7100 попал более мощный и новый графический процессор Tonga, который в мире игровых видеокарт имеет явно лучшую репутацию. По сравнению с флагманским Hawaii он меньше и эффективнее, что выводит AMD FirePro W7100 в число профессиональных карт с очень выгодным сочетанием производительности, энергопотребления и цены.

Обладая массивом из 1792 потоковых процессоров, AMD FirePro W7100 может предложить вычислительную мощность на уровне 3,3 Тфлопс на операциях одинарной точности и 206 Гфлопс – на операциях двойной точности. Это более чем на треть улучшает показатели W7000 и с точки зрения пикового теоретического быстродействия ставит W7100 в один ряд со значительно более дорогой видеокартой NVIDIA Quadro K5200. Объём видеопамяти у FirePro W7100 при этом составляет 8 Гбайт, причём работает она на частоте 5 ГГц и сообщается с GPU по 256-битной шине с пропускной способностью 160 Гбайт/с.

Надо сказать, что W7100 лучше своей предшественницы не только благодаря увеличению количества потоковых процессоров и удвоению объёма памяти. Tonga наследует у Hawaii и геометрический движок, а это значит, что W7100 способна обработать четыре треугольника за такт, в то время как основанная на Pitcairn видеокарта W7000 могла оперировать лишь парой треугольников за такт. В результате, геометрическая производительность W7100, графическое ядро которой обладает 112 блоками текстурирования и 32 блоками растеризации и работает на частоте 920 МГц, составляет внушительные 103 Гтексель/с. Фактически, можно говорить о том, что FirePro W7100 в мире профессиональной графики занимает такую же позицию, как Radeon R9 285 – в мире игровых 3D-ускорителей.
При этом позиционируется FirePro W7100 в качестве более производительной альтернативы Quadro K4200. Эта карта не только может предложить примерно в полтора раза более высокую теоретическую производительность и в два раза больший объём памяти, но и в отличие от K4200 поддерживает шину PCI Express 3.0. Всё это в сумме с достаточно демократичной стоимостью делает FirePro W7100 весьма интересным вариантом.

По своему исполнению AMD FirePro W7100 представляет собой достаточно компактную видеокарту длиной 245 мм, оснащённую однослотовой системой охлаждения. Заметим, что аналогов такого кулера среди игровых видеокарт не встречается, хотя он и обеспечивает достаточный для Tonga теплоотвод при вполне приемлемом уровне шума. Видеокарта требует подключения дополнительного питания, для чего на заднем торце платы предусмотрен шестиконтактный разъём.

Также как и FirePro W8100, AMD FirePro W7100 оборудована четырьмя полноразмерными выходами DisplayPort, позволяя подключать к карте до шести мониторов (с применением дополнительных DP-хабов). А учитывая, что W7100 имеет вполне современную начинку, карта способна потянуть и несколько мониторов с 4K-разрешением одновременно. Например, сразу три дисплея, работающие в режиме 4K@60 Гц, либо четыре дисплея с разрешением 4K@30 Гц.

Таким образом, в текущей линейке профессиональных видеокарт AMD FirePro W7100 занимает место бюджетной альтернативы для W8100 или даже W9100. Её производительность, конечно, поменьше, однако существенно ниже и цена. При этом наличие у видеокарты 8 Гбайт видеопамяти и достаточно современного и мощного GPU позволяет с успехом применять её во многих инженерных пакетах, в том числе и в тех случаях, где используются мониторы с 4K-разрешением.

Sapphire AMD FirePro W5100

Профессиональная графическая карта AMD FirePro W5100 основывается на графическом процессоре Bonaire, который относится к достаточно старому поколению GCN 1.1. Однако несмотря на это, W5100 удалось стать сменой для предшествующей видеокарты W5000, где использовался ещё более старый и к тому же серьёзно урезанный графический процессор Pitcairn.

Конечно, чип Bonaire в FirePro W5100 тоже претерпел некоторый секвестр. Так, из его 896 потоковых процессоров доступно лишь 768. Несколько занижена и рабочая частота. У GPU в W5100 она составляет 930 МГц, и это означает, что пиковая теоретическая вычислительная производительность этой видеокарты составляет порядка 1,43 Тфлопс на операциях одинарной точности. Обратите внимание: это – более чем вдвое меньше производительности W7100, то есть между этими двумя профессиональными акселераторами существует значительный и ничем не заполненный разрыв.

Не слишком впечатляют и характеристики подсистемы памяти. AMD FirePro W5100 оборудована 4 Гбайт работающей на 6 ГГц GDDR5, которая общается с графическим ядром по 128-битной шине. А это значит, что с точки зрения характеристик W5100 выделяется на фоне предшественницы главным образом за счёт увеличенного объёма памяти. Дело в том, что W5000 имела на 10 процентов более низкое вычислительное быстродействие, но предлагала шину памяти с пропускной способностью порядка 102 Гбайт/с. Шина же памяти новой W5100 имеет пропускную способность лишь на уровне 96 Гбайт/с.

Это позволяет думать, что в сценариях, не задействующих большие объёмы памяти, производительность FirePro W5100 будет похожа на скорость старой видеокарты того же класса. Конечно, в новой карте осуществлён переход на архитектуру GCN 1.1, но при этом не увеличилось количество блоков текстурирования, а число блоков растеризации – вообще стало меньше. В итоге, новая W5100 может рассматриваться в качестве конкурирующего предложения к NVIDIA Quadro K2200, но на предложение более высокого класса она не тянет. Если же проводить параллели с игровыми ускорителями, то по своей аппаратной начинке W5100 похожа на Radeon R7 260, что хорошо иллюстрирует её действительную сущность.

Впрочем, всё это отлично отражается на стоимости. По рекомендованной цене FirePro W5100 почти вдвое дешевле W7100, и благодаря этому ей можно простить достаточно невысокую вычислительную и геометрическую мощность. Тем более, что AMD решила не ограничивать возможности этой карты по подключению мониторов. На W5100 имеется четыре полноразмерных DisplayPort-выхода, и, как и у W7100, дисплеи с 4K-разрешением поддерживаются без каких-либо ограничений.

Сама карта при этом выглядит очень скромно. Она не нуждается в подключении дополнительного питания и благодаря своей компактной системе охлаждения занимает в системе лишь один слот. Длина печатной платы составляет всего лишь 175 мм.

Sapphire AMD FirePro W4100

Третья профессиональная видеокарта, ставшая героиней настоящего обзора – AMD FirePro W4100. Основывается она на графическом процессоре Cape Verde, который появился в распоряжении компании AMD ещё в 2012 году. Собственно, и для рынка профессиональной графики новинкой он не является. Например, его можно было встретить в видеокартах FirePro W600, которые, впрочем, полноценными 3D-ускорителями для рабочих станций не являлись, а позиционировались для мультимедийных задач, в частности, для организации экранов высокого разрешения, составленных из нескольких мониторов. Иными словами, FirePro W4100 нельзя назвать дальнейшим развитием какой-либо карты прошлого поколения. Это – самостоятельное и принципиально новое решение, которое призвано сделать профессиональную 3D-графику ещё доступнее. Со стоимостью менее $200, эта видеокарта является одним из самых дешёвых вариантов 3D-ускорителя для рабочих станций.

При этом, мы бы не стали говорить, что производительность AMD FirePro W4100 недостаточна или настораживающе низка. Да, она располагает только 512 потоковыми процессорами и имеет частоту графического ядра всего 630 МГц, что означает вычислительную производительность на операциях одинарной точности всего лишь на уровне 645 Гфлопс. Но зато данная видеокарта обладает некоторыми сильными сторонами, которые в ряде случаев могут стать ценной компенсацией недостаточно высокой вычислительной производительности. Дело в том, что дизайн W4100 – низкопрофильный, что позволяет устанавливать этот графический ускоритель в малоформатные рабочие станции. К этому располагает и её уровень тепловыделения, которое не превышает 50 Вт.

AMD FirePro W4100 оснащена 2 Гбайт видеопамяти, сообщающейся с GPU по 128-битной шине с пропускной способностью 64 Гбайт/с. Скорость не слишком большая, но разумеется, что W4100 и не должна бить рекорды быстродействия. Её геометрической производительности просто должно хватать для работы в не слишком сложных профессиональных пактах автоматизированного проектирования и моделирования. Графический процессор FirePro W4100 обладает 32 блоками текстурирования и 16 блоками растеризации, и сама AMD говорит о том, что такое решение подойдёт больше для приложений с небольшой графической нагрузкой, например, для работы в Autodesk AutoCAD или в пакетах финансового и статистического анализа. Ближайшим же конкурентом FirePro W4100 следует считать графическую карту NVIDIA Quadro K620, которая, впрочем, уступает предложению AMD и по теоретической мощности, и по пропускной способности памяти.

На плате имеется четыре мониторных вывода, но, учитывая низкопрофильный дизайн платы, все они – mini-DisplayPort. Впрочем, даже несмотря на то, что графический процессор Cape Verde – это решение поколения GCN 1.0, четыре 4K-монитора с частотой развёртки 60 Гц к ней подключить всё-таки возможно.

Технические характеристики

Перед тем, как перейти к результатам тестов профессиональных новинок серии FirePro, осталось лишь свести воедино их технические характеристики. В следующей таблице вы найдёте формальные спецификации видеокарт Sapphire AMD FirePro W7100, W5100 и W4100, тестированию которых и посвящена дальнейшая часть этой статьи.

Как мы тестировали

Тестирование профессиональных видеокарт мы выполняли, используя в качестве платформы рабочую станцию, основанную на самом быстром десктопном восьмиядерном процессоре Intel Core i7-5960K, имеющем номинальную тактовую частоту 3.0 ГГц. Также, в составе тестовой платформы использовалась материнская плата на чипсете Intel X99 и 16 Гбайт скоростной памяти стандарта DDR4-2666 SDRAM. В сравнительном тестировании профессиональные графические карты Sapphire AMD FirePro W7100, W5100 и W4100 мы сопоставили с их прямыми конкурентами – относительно недорогими профессиональными видеокартами, предлагаемыми компанией NVIDIA. В чих число вошли NVIDIA Quadro K4200, K2200 и K620.

Таким образом, для тестов было задействовано следующее оборудование:

Процессор: Intel Core i7-5960X Extreme Edition (Haswell-E, 8 ядер + HT, 3,0-3,5 ГГц, 20 Мбайт L3).
Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
Материнская плата: ASUS X99-Deluxe (LGA 2011-v3, Intel X99).
Память: 4x4 Гбайт DDR4-2666 SDRAM, 15-17-17-35 (Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2666C16).
Видеокарты:

Sapphire AMD FirePro W7100 (Tonga, 8 Гбайт/256-бит GDDR5, 920/5000 МГц);
Sapphire AMD FirePro W5100 (Bonaire, 4 Гбайт/128-бит GDDR5, 930/6000 МГц);
Sapphire AMD FirePro W4100 (Cape Verde, 2 Гбайт/128-бит GDDR5, 630/4000 МГц);
Nvidia Quadro K4200 (GK104-1344SP, 4 Гбайт/256-бит GDDR5, 771/5400 МГц);
Nvidia Quadro K2200 (GM107-640SP, 4 Гбайт/128-бит GDDR5, 1046/5000 МГц);
Nvidia Quadro K620 (GM107-384SP, 2 Гбайт/128-бит GDDR3, 1000/1800 МГц).

Дисковая подсистема: Intel SSD 520 240 GB (SSDSC2CW240A3K5).
Блок питания: Seasonic Platinum SS-760XP2 (80 Plus Platinum, 760 Вт).

Тестирование проводилось в операционной системе Windows 7 Professional SP1 x64.

Использовавшиеся версии драйверов:

AMD Catalyst Pro Driver 14.502.1019;
Intel Chipset Driver 10.0.24;
Intel Management Engine Driver 10.0.0.1204;
Intel Rapid Storage Technology 13.6.0.1002;
NVIDIA Quadro Driver Release 348.07.

Тестирование видеокарт происходило в разрешении 1920x1200 с отключенным параметром Vsync. Для тестирования использовались популярные приложения для автоматизированного проектирования и трёхмерного моделирования и специально разработанные корпорацией Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC) тесты, а также бенчмарки, созданные в нашей лаборатории.

Производительность

SPECviewperf 12.0

При тестировании профессиональных видеоускорителей первым делом мы всегда обращаемся к синтетическому тесту SPECviewperf, который за время своего существования занял место индустриального стандарта при первичной оценке производительности высокопроизводительных рабочих графических станций. Моделируя типовую нагрузку, этот тест показывает «чистую геометрическую» производительность ускорителей при работе через OpenGL и DirectX, которая определяется как аппаратными особенностями, так и качеством оптимизации драйверов. Принцип работы этого теста заключается в передаче графическому драйверу заранее сформированных трасс – последовательностей команд, задающих визуализацию сложных моделей, характерных для тех или иных профессиональных приложений.

Встроенные в SPECviewperf используемой нами двенадцатой версии скрипты воссоздают деятельность пользователя в окнах проекции в следующих профессиональных приложениях (в скобках приводятся названия соответствующих тестов): CATIA V6 R2012 (catia-04), Creo 2 (creo-01), Energy – абстрактный программный пакет для геологоразведки месторождений нефти и газа (energy-01), Maya 2013 (maya-04), Medical – проприетарное программное обеспечение для объёмного рендеринга изображений, формируемыми KT и МРТ сканерами (medical-01), Showcase 2013 (showcase-01), Siemens NX 8.0 (snx-02), Solidworks 2013 SP1 (sw-03).

Если говорить о результатах младшей части линейки FirePro в целом, то можно отметить примерный паритет между FirePro W7100 и Quadro K4200, FirePro W5100 и Quadro K2200, а также между FirePro W4100 и Quadro K620. В принципе, это соответствует той модели позиционирования, которую избрала для своих ускорителей для рабочих станций компания AMD. Однако нельзя не отметить, что в данный момент профессиональные карты компании NVIDIA стоят немножко дороже, что делает линейку FirePro более выгодным предложением по сочетанию производительности и цены.

Кроме того, нельзя не отметить тот факт, что при моделировании работы в разных приложениях карты AMD и NVIDIA демонстрируют различающийся характер поведения. В частности, выступающие главными героями этого обзора видеокарты AMD FirePro W7100, W5100 и W4100 особенно выгодно проявляют себя на трассах Energy, Medical и Showcase.

Впрочем, в полной мере при выборе графического ускорителя опираться на результаты SPECviewperf не стоит. Всё-таки этот бенчмарк имеет синтетическую природу, не учитывает нюансов конкретных приложений и не задействует шейдерные эффекты, которые постепенно начинают использоваться и профессиональными пакетами. Поэтому мы протестировали также и производительность в реальных профессиональных приложениях.

Autodesk 3ds Max 2015

Тестирование в одном из популярнейших пакетов трёхмерного моделирования мы выполняли при помощи профессиональной версии теста SPEC. Недавно этот бенчмарк обновился, и теперь мы имеем возможность провести тестирование в самой свежей версии 3ds max 2015 SP3. А это значит, что в тесте используются новые шейдеры DirectX 11, векторные карты, новый движок визуализации окон проекции Nitrous и многие современные динамические и визуальные эффекты.

AMD FirePro W7100 выдаёт более высокий результат, чем Quadro K4200, но две другие карты семейства FirePro оказываются медленнее своих прямых соперников из лагеря NVIDIA. Впрочем, отставание вряд ли можно назвать катастрофичным, оно составляет лишь порядка 10-20 процентов, что вполне простительно, если принять во внимание более низкую стоимость карт серии FirePro. На что же стоит обратить более пристальное внимание, так это на тот факт, что между ускорителями разного класса существует очень большое различие в скорости не только в синтетических тестах, но и в реальных приложениях. FirePro W7100 быстрее W5100 более чем на четверть, а W5100 опережает W4100 ещё сильнее – почти в полтора раза. Иными словами, дифференциация в быстродействии профессиональных ускорителей разного класса весьма велика.

Ещё серьёзнее всё это проявляется при работе с моделями повышенной сложности.

Кстати, обратите внимание, здесь FirePro W5100 смогла дотянуться до результата Quadro K2200, но W7100 и W4100 немного отстали от своих прямых конкурентов.

Что же касается остальных аспектов производительности в 3ds max, то соотношение результатов получается следующим:


Autodesk AutoCAD 2015

Ещё одно популярное приложение для трёхмерного проектирования, работающее через интерфейс DirectX – это AutoCAD. Нагрузка на ускорители, создаваемая этим пакетом, не слишком велика, и с работой в нём прекрасно справляются даже игровые графические карты, тем не менее, разница в производительности решений разного уровня вполне осязаема.

К сожалению, скорость ускорителей семейства AMD FirePro здесь совсем не впечатляет. Например, FirePro W7100 отстаёт не только от Quadro K4200, но и от Quadro K2000; а FirePro W5100 по скорости работы похож на Quadro K620. Однако если обратить внимание на отдельные аспекты производительности, то можно заметить любопытные нюансы.

А именно, карты AMD заметно проигрывают конкурирующим предложениям только в режимах отображения моделей Conceptual и Hidden. В простом каркасном режиме или в режиме Realistic их производительность выглядит заметно лучше. И хотя даже при наиболее выгодных вариантах отображения моделей FirePro W7100 и W5100 выглядят не слишком ярко на фоне карт NVIDIA Quadro, не следует забывать о том, что они заметно дешевле, предлагая вполне оптимальное соотношение между производительностью и ценой.

MAXON Cinema 4D (CINEBENCH R15)

Для исследования производительности в популярном пакете для построения трёхмерных моделей и анимации Maxon CINEMA 4D был использован специально предназначенный для этих целей тест CINEBENCH. Недавно этот бенчмарк обновился и теперь он использует движок от современной версии родительского пакета, поэтому он хорошо применим для получения представления о том, насколько быстро профессиональные видеокарты способны работать в CINEMA 4D R15 и R16.

Некоторое отставание от карт семейства NVIDIA Quadro профессиональные платы AMD демонстрируют и в Cinebench. FirePro W7100 проигрывает в производительности Quadro K4200 порядка 4 процентов, FirePro W5100 уступает Quadro K2200 на 16 процентов, а результат FirePro W4100 ниже показателей Quadro K620 на 28 процентов.

PTC Creo Parametric 3.0

Система автоматизированного проектирования Creo – очень популярный инженерный инструмент, являющийся наследником пакета Pro/Engineer. Используемый нами бенчмарк оперирует несколькими различными моделями, которые раскрывают разные аспекты производительности пакета Creo, в том числе он задействует и новые возможности, введённые в последней версии этого программного обеспечения. Например, тест активирует новую, порядко-независимую модель прозрачности поверхностей (OIT), методику SSAO (преграждение окружающего света в экранном пространстве), усовершенствованные материалы и рельефное текстурирование.

В этом, особенно насыщенном новыми технологиями бенчмарке, показатели производительности карт FirePro оказываются обескураживающими. Дело в том, что по каким-то причинам, скорее всего связанным с особенностями оптимизации OpenGL-драйвера, AMD FirePro W7100 и W5100 показывают примерно одинаковый результат. И он, естественно, недостаточно высок для того, чтобы эти карты можно было противопоставить предложениям вроде NVIDIA Quadro K4200. Отстаёт от равноценного предложения конкурента и FirePro W4100. Однако даже в этом, явно неблагоприятном для профессиональных видеокарт AMD инженерном приложении, хорошим потенциалом выделяется AMD FirePro W5100. Она почти достаёт до результата Quadro K2200, то есть предлагает соответствующий своей стоимости уровень производительности.

Кстати, стоит напомнить, что подобная ситуация наблюдалась и с прошлой версией пакета Creo. Но, несмотря на всё это, разработчикам AMD никак не удаётся внести в свой OpenGL-драйвер необходимые оптимизации.
Более подробные результаты теста позволяют лучше оценить сильные и слабые стороны представителей линейки FirePro.

Любопытно, что при использовании каркасных моделей видеокарты AMD FirePro W7100, W5100 и W4100 демонстрируют совершенно нехарактерное поведение и оказываются заметно быстрее карт NVIDIA Quadro. Но ещё более любопытен тот факт, что в режиме c затенением W5100 c архитектурой GCN 1.1 показывает лучшее быстродействие, чем W7100, графический процессор которой имеет более новую архитектуру GCN 1.2.

Autodesk Maya 2015

Популярный редактор трёхмерной графики Maya 2015 – это хороший пример типичного профессионального приложения, использующего интерфейс OpenGL.

Прошлые поколения профессиональной графики были очень подходящим решением для работы в Maya. Однако с тех пор ситуация изменилась, и чтит традиции, установленные предшественниками, лишь FirePro W5100. Эта видеокарта не только обгоняет Quadro K2200, более того, ей почти удаётся дотянуться до показателя Quadro K4200, что можно назвать просто отличным результатом.

Что же касается остальных профессиональных карт AMD, то с ними ситуация не столь радужная. FirePro W4100 по интегральному показателю быстродействия в Maya немного проигрывает NVIDIA Quadro K620. Но самый неожиданный сюрприз преподносит FirePro W7100. Она, конечно, почти совпадает по производительности с Quadro K4200, что скорее хорошо, чем плохо. Но при этом индекс её быстродействия почти не отличается и от FirePro W5100, что вновь возвращает нас к выводу о том, что в OpenGL драйвере AMD имеются какие-то проблемы с качественной поддержкой именно этого акселератора.

Если же заняться анализом результатов более подробно, то можно получить следующую картину.

Совершенно очевидно, что высокая производительность W7100 может быть раскрыта лишь при работе с наиболее сложными моделями, поскольку этот ускоритель выделяется на фоне остальных участников тестирования наличием большого объёма видеопамяти. В остальных же случаях мощности этой видеокарты избыточны. Зато отличная производительность FirePro W5100 проявляется везде: как при работе с затенёнными, так и с каркасными или текстурированными моделями. Пожалуй, для работы в Autodesk Maya именно эта профессиональная видеокарта (если выбирать из недорогих вариантов) подходит наилучшим образом.

Solidworks 2013

SolidWorks — чрезвычайно популярный программный комплекс САПР для автоматизации работ промышленного предприятия на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Бенчмарк SPEC для этого пакета хорошо нагружен задействованием различных графических функций видеокарт. Модели, входящие в этот тест, достаточно сложны и включают до 2,25 миллионов треугольников.

К сожалению, усреднённая скорость недорогих карт AMD FirePro в SolidWorks не слишком впечатляет. Все три профессиональных ускорителя этого семейства, которые были нами протестированы, уступают по производительности похожим по цене предложениям серии Quadro. Причём, FirePro W7100 проигрывает в быстродействии не только Quadro K4200, но и более простой карте Quadro K2200.

Однако не стоит делать поспешные выводы. Дело в том, что в отдельных режимах профессиональные ускорители AMD могут предложить очень неплохую производительность.

На самом деле, основные проблемы профессиональных карт AMD происходят из-за того, что их производительность заметно падает при отключении режима RealView. Однако владельцы профессиональных видеокарт прибегают к его отключению лишь при возникновении каких-то проблем с быстродействием, ведь этот режим позволяет получить более реалистичное представление моделей и сцен с реалистичными тенями и отражениями, шероховатостями и многоцветными эффектами. Если же опция RealView активна, то быстродействие карт AMD FirePro находится на вполне достойном уровне, особенно при использовании алгоритма затенения Ambient occlusion. Иными словами, несмотря на первое впечатление, AMD FirePro – вполне достойный вариант для SolidWorks, дополнительную привлекательность которому добавляет гибкая ценовая политика, проводимая Sapphire.

Вычисления на GPU

Профессиональные карты нередко применяются и для расчётов. Конечно, в первую очередь для этого принято использовать либо специализированные, либо флагманские решения, которые обладают самым большим массивом потоковых процессоров, способным выдать наиболее высокую производительность. Однако фреймворк OpenCL поддерживается и в рассматриваемых нами ускорителях AMD FirePro W7100, W5100 и W4100, поэтому отдельное внимание мы уделили и тестам GPGPU-возможностей.

В первую очередь мы обратились к бенчмарку GPGPU из пакета SiSoftware Sandra 2014, который с использованием OpenCL и CUDA выполняет построение множества Мандельброта с различной точностью, выполняя расчёты на графических процессорах.

С точки зрения вычислительной производительности видеокарты FirePro смотрятся очень хорошо. Причём, особенно сильно это проявляется при выполнении расчётов с двойной и учетверённой точностью. Следует напомнить, что наиболее впечатляющей FP64-производительностью может похвастать старший графический процессор компании AMD, Hawaii, однако и у младших GPU с масштабируемостью производительности при росте точности вычислений дело обстоит значительно лучше, чем у недорогих карт NVIDIA Quadro.

Что же касается производительности при одинарной точности вычислений, то в этом случае выдающимся быстродействием может похвастать лишь FirePro W7100. Её же более дешёвые сородичи, основанные на более ранних версиях GCN-архитектуры, проигрывают в скорости предложениям NVIDIA примерно равной стоимости. К сожалению, расчёты с высокой точностью силами графических адаптеров на сегодня используются редко, и подавляющее большинство GPGPU-программного обеспечения оперирует с числами одинарной точности.

Например, профессиональные графические карты стали нередко использоваться при финальном рендеринге. Многие алгоритмы рендеринга свободно переносятся на параллельные процессоры GPU, и за счёт этого получают возможность более эффективного исполнения. Одним из примеров движков рендеринга, способных использовать мощности графических карт через универсальный программный интерфейс OpenCL, выступает LuxRender, строящий изображения методом трассировки лучей. LuxRender имитирует распространение света в реальности при помощи специальных алгоритмов и существует в версиях для следующего специализированного ПО: Blender, 3dsmax, SketchUp, C4D, XSI, Poser и др.

Для тестирования скорости работы LuxRender мы воспользовались специализированным тестовым приложением LuxMark 3.0 и двумя сценами: Newmann TLM-102 SE средней сложности и Hotel Lobby с высокой сложностью.

И хотя тут используются лишь только FP32-операции, результаты, выданные картами FirePro, очень хороши. W7100 показывает кратное преимущество над конкурентами, W5100 серьёзно обгоняет Quadro K2200, а W4100 как минимум не уступает Quadro K620.

Другим тестом, на базе которого мы делали выводы о вычислительной производительности, стал кроссплатформенный CompuBench CL. Он способен оценить вычислительную скорость графических процессоров при разной нагрузке, например, при физической симуляции частиц или поверхности жидкости, либо при распознавании лиц.

Как показывают результаты, в разных задачах вычислительная мощность линейки FirePro может проявляться совершенно по-разному. Например, при моделировании частиц скорость этой линейки ускорителей совсем не впечатляет, зато при расчёте поведения океанической поверхности ситуация обратная.

Futuremark 3DMark

Хотя профессиональные ускорители практически никогда не используются для игр, мы решили добавить результат популярного игрового теста FutureMark 3DMark FireStrike, который может позволить взглянуть на участников сегодняшнего тестирования под другим углом.

Энергопотребление и температура

В этом разделе мы приводим фактический уровень энергопотребления полных систем (без монитора), оснащённых различными профессиональными видеокартами, измеренное на выходе из розетки, в которую подключен блок питания тестовой системы, и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. В суммарный показатель автоматически включается и КПД самого блока питания, однако учитывая, что используемая нами модель БП, Seasonic Platinum SS-760XP2, имеет сертификат 80 Plus Platinum, его влияние должно быть минимально.

Измерения выполнялись под нагрузкой — во время прохождения теста FurMark 1.15.1, запущенного в режиме «Burn» в окне с разрешением 1280х720. Этот тест хорош тем, что он, как и большинство профессиональных приложений, использует OpenGL, а кроме того, он создаёт существенную нагрузку на видеоподсистему.

В то время как AMD FirePro W7100 оказалась сравнительно прожорливой картой, заметно превосходящей по своему потреблению NVIDIA Quadro K4100, которая, тем не менее, тоже нуждается в подключении дополнительного питания, пара других протестированных FirePro – вполне экономична. Что, впрочем, закономерно, учитывая, что всё питание W5100 и W4100 получают из слота PCI Express.

Отдельно мы протестировали и температурный режим, который поддерживают AMD FirePro W7100, W5100 и W4100 во время своей работы. Дело в том, что эти карты могут динамически управлять частотой своего GPU, понижая его ниже номинала. Попутно меняется и скорость работы вентилятора системы охлаждения. Все эти параметры приведены на следующих ниже графиках, на которых мы отобразили изменение температуры, частоты и скорости вращения вентилятора во время десятиминутной нагрузки, создаваемой в FurMark 1.15.1.

AMD FirePro W7100:

На номинальной частоте 920 МГц графическое ядро FirePro W7100 не работает никогда. Стартуя на отметке 830 МГц, оно постепенно снижает свою частоту до 550 МГц, но температура при этом остаётся лишь чуть ниже 100-градусной отметки. Впрочем, кулер при этом функционирует в достаточно расслабленном режиме, его скорость доходит лишь до 60 процентов от максимума, что соответствует примерно 2800 оборотов в минуту. Это делает AMD FirePro W7100 достаточно тихим ускорителем.

AMD FirePro W5100:

У FirePro W5100 ситуация с частотой GPU обстоит куда лучше. Хотя номинальных 930 МГц вновь увидеть не удалось, при нагрузке карта начинает работать достаточно близко от них – с отметки 890 МГц. И за время 10-минутного теста эта частота спадает лишь до 860 МГц. Температура графического процессора остаётся при этом в достаточно комфортных рамках и не превышает 75 градусов, а штатный вентилятор работает менее чем вполсилы.

AMD FirePro W4100:

Здесь на протяжении всего теста частота GPU скачет между двумя величинами – 630 и 400 МГц, что позволяет температуре графического ядра не выходить за пределы 77 градусов. При таком нагреве не требуется и мощного охлаждения – вентилятор работает на 45 процентах от своей максимальной скорости.

Всё это значит, что для профессиональных графических карт AMD FirePro W7100, W5100 и W4100 энергопотребление, температурный режим и акустический комфорт стоят на одном из первых мест. BIOS этих видеокарт настроен таким образом, чтобы гарантировать их полную стабильность и долговечную работу даже в условиях работы в неблагоприятной среде. Конечно, это сказывается на производительности, так как заметно сдерживает частоту GPU, но для подобных решений, ориентированных на использование в составе рабочих станций, безотказность важнее. К тому же, настоящие профессиональные приложения редко создают высокую нагрузку на ускорители. Поэтому в реальных условиях пользователи со столь явным падением частоты скорее всего не столкнуться.

Выводы

Подведём итоги. Перед обновлённой линейкой графических карт FirePro стояла задача улучшения позиций компании AMD на рынке профессиональной графики. И эта линейка вполне справилась с возложенной на неё миссией. По крайней мере, это с полной уверенностью можно говорить о недорогой части данного семейства, в которую входят предложения с ценой менее 1000 долларов. Мы протестировали три такие карты – FirePro W7100, W5100 и W4100 – и смогли воочию убедиться, что в целом они достойно выдерживают конкуренцию с симметричными предложениями компании NVIDIA. В некоторых случаях они чуть быстрее, в других – чуть медленнее, но в среднем им удаётся обеспечить сравнимое быстродействие. Причём делают они это, оставаясь в рамках достаточно ограниченного теплового пакета, а их стоимость – ощутимо ниже, чем у предложений конкурирующего производителя.

Конечно, стоит иметь в виду, что профессиональных пользователей мало волнует усреднённая скорость работы в разнообразных пакетах для автоматизированного проектирования и моделирования. Гораздо более вероятно, что они будут строить свой выбор, исходя из того, насколько хорошо те или иные решения работают в конкретных, нужных именно им, инженерных приложениях. И если подходить к результатам сегодняшнего тестирования с этой стороны, то следует подчеркнуть, что предложения AMD должны быть привлекательны для тех рабочих станций, основной сферой применения которых станут такие CAD/CAM-системы как Autodesk 3ds max, Autodesk Maya, а также визуализация данных в энергетической или медицинской отрасли.

При этом нельзя обойти стороной и другие положительные качества FirePro W7100, W5100 и W4100. Основываясь на достаточно современных графических процессорах с архитектурой GCN, они получили развёрнутые возможности для работы с несколькими мониторами, в том числе и с 4K-разрешением. А увеличенные объёмы видеопамяти у W7100 и W5100, на которую не поскупился производитель, позволяют работать с 4K-разрешением в том числе и в профессиональных 3D-приложениях.

К сказанному нельзя не добавить и ещё один важный штрих. Распространением профессиональных графических карт AMD на мировом рынке теперь занимается не сама компания, а её доверенный партнёр – Sapphire Professional Graphics Solutions – подразделение хорошо известного производителя видеокарт Sapphire. И это делает линейку FirePro гораздо более доступной для конечных покупателей. А учитывая тот факт, что Sapphire наряду с AMD готова заниматься и сопровождением профессиональных пользователей, можно быть уверенным в том, что обладатели видеокарт серии FirePro не останутся без качественной поддержки.