NVIDIA Quadro FX与Open GL
时间：2008-11-23 17:30:00
来源：UltraLAB图形工作站方案网站
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作者：admin
从上个世纪的80年代开始，工程设计和科研领域开始研发和应用三维虚拟设计系统。1992年，SGI发布了一套专业的3D API——OpenGL 1.0（Open Graphics Library）。OpenGL是与硬件无关的软件接口程序，它能在不同的操作系统间进行无缝移植。因此，基于OpenGL开发的三维软件都具有良好的移植性，可以获得更为广泛的应用。因此，从早期的CV、UG、CATIA和Pro/E等大型三维设计系统开始，到后期出现的PC平台主流三维设计软件，如Solidworks、Solidedge等，均基于OpenGL API，而代表专业三维图形应用的OpenGL也从1992年1.0版本，逐渐发展到了如今的2.1版本。
这些基于OpenGL接口的专业三维图形应用对计算机性能提出了更高乃至许多特殊的需要，而常见的计算机系统和图形系统无法满足要求，因此就诞生了图形工作站和工作站显卡产品。近年来，随着PC性能的提高，NT工作站的专业图形性能很大程度上，取决于图形工作站所采用的专业图形卡。人们习惯于把这些专业图形卡称为“工作站显卡”、“工作站图卡”或“专业显卡”。工作站显卡面向机械设计、建筑设计、工业设计和动画影视制作等专业影响、图形领域，为这些领域的专业工作者提供强大的三维图形加速支持。目前，在市场上最常见、最主流的工作站显卡是由NVIDIA公司提供的Quadro FX系列产品，绝大部分市场上销售的工作站产品都预装了Quadro FX系列的工作站显卡。凭借在GPU（图形处理核心）研发领域超强的实力，自2007年之后，NVIDIA公司针对CAD/CAM和DCC领域用户不同层次的需求，Quadro FX系列包括了多款不同性能档次的产品。其中包括入门级别的Quadro FX 370、Quadro FX 570，中端的Quadro FX 1700，高端的Quadro FX 3700、Quadro FX 4600和超高端的Quadro FX 5600。
在Quadro FX系列工作站显卡中，目前最主流的、最常用的是Quadro FX 570、Quadro FX 1700、Quadro FX 3700和Quadro FX 4600。这四款产品全部是2007—2008年度发布的新产品，均支持DirectX 10.0、OpenGL 2.1及Shader Model 4.0技术，对高质量三维影像、动画及实时工业造型的支持提高到了一个新的层次。同时，这四款产品采用了旋转格线全景反锯齿技术，确保了色彩准确性和模型/线条边缘的图像品质。四片卡都采用PCI Express X16接口，保证了图形处理器与芯片组之间的数据传输速度。
2007年后发布的所有NVIDIA Quadro FX工作站显卡都采用了统一渲染架构，不再是传统意义上的渲染管线，这一技术可以使着色器模拟各种模型的物理特征，如光源效果中的光源散布、反射、折射及BRDF模型等，又如铸造物表面、多孔表面和塑料体表面等物质表面的效果特性。实时着色器可让这些效果相互结合，设计师可随意进行调整，并实时地在屏幕上看到真实感极强的模型效果。相比传统的2D静态材质贴图，基于统一渲染架构的着色器在模型效果、执行效率和外在品质方面有了大幅度的提高。
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在四片工作站显卡中，NVIDIA Quadro FX 3700/4600还支持SLI技术，如果一片卡的性能不能满足要求，用户可以同时安装两片显卡，以提高系统的图形表现，并支持多屏显示。NVIDIA Quadro FX 3700/4600支持第二代的PCI-Express接口，图形处理器与芯片组之间的数据传输速度增加到了16GB/秒。同时，3700/46 00还支持最新的NVIDIA CUDA技术，让应用程序开发者可充分发挥GPU巨大的并行运算能力，大幅缩短解决复杂可视化问题所需的时间。
NVIDIA Quadro FX系列产品之所以被称为“专业显卡”，是相对于常见的、安装在普通PC内的消费娱乐显卡而言的。相比消费娱乐显卡，如同样由NVIDIA公司提供的GeForce GPU，NVIDIA Quadro FX专业显卡的专业就体现在高品质、高可靠性、面向专业应用的特殊支持和高性能等方面。NVIDIA Quadro FX专业显卡与GeForce消费娱乐显卡之间的定位差异，类似专业单反相机和家用卡片式数码相机之间的定位差异，面向的用户群体不同，应用需求不同，因而两者的硬件配置、专业性能和应用系统支持完全不同（后文将详细比较Quadro FX专业显卡和消费娱乐GeForce显卡之间的区别，并进行具体的性能测试）。 #p#page_title#e#
下表是四片主流NVIDIA Quadro FX工作站显卡和两片主流GeForce消费娱乐显卡的性能参数情况。仅仅从参数上看，无论是核心频率还是显存频率，无论是现存数量还是显存带宽，消费娱乐显卡并不低于工作站显卡，甚至中高端的消费娱乐显卡GeForce 8800GT具备不低于高端专业卡的显存数量，其显存频率和核心频率也远远超过了所有的四片工作站显卡，但是下面的特性比对和性能测试将让大家认识到为什么NVIDIA Quadro FX能成为工作站显卡的黄金家族。
表1 四片主流NVIDIA Quadro FX工作站显卡和两片主流GeForce消费娱乐显卡的性能参数
这些基于OpenGL接口的专业三维图形应用对计算机性能提出了更高乃至许多特殊的需要，而常见的计算机系统和图形系统无法满足要求，因此就诞生了图形工作站和工作站显卡产品。近年来，随着PC性能的提高，NT工作站的专业图形性能很大程度上，取决于图形工作站所采用的专业图形卡。人们习惯于把这些专业图形卡称为“工作站显卡”、“工作站图卡”或“专业显卡”。工作站显卡面向机械设计、建筑设计、工业设计和动画影视制作等专业影响、图形领域，为这些领域的专业工作者提供强大的三维图形加速支持。目前，在市场上最常见、最主流的工作站显卡是由NVIDIA公司提供的Quadro FX系列产品，绝大部分市场上销售的工作站产品都预装了Quadro FX系列的工作站显卡。凭借在GPU（图形处理核心）研发领域超强的实力，自2007年之后，NVIDIA公司针对CAD/CAM和DCC领域用户不同层次的需求，Quadro FX系列包括了多款不同性能档次的产品。其中包括入门级别的Quadro FX 370、Quadro FX 570，中端的Quadro FX 1700，高端的Quadro FX 3700、Quadro FX 4600和超高端的Quadro FX 5600。
在Quadro FX系列工作站显卡中，目前最主流的、最常用的是Quadro FX 570、Quadro FX 1700、Quadro FX 3700和Quadro FX 4600。这四款产品全部是2007—2008年度发布的新产品，均支持DirectX 10.0、OpenGL 2.1及Shader Model 4.0技术，对高质量三维影像、动画及实时工业造型的支持提高到了一个新的层次。同时，这四款产品采用了旋转格线全景反锯齿技术，确保了色彩准确性和模型/线条边缘的图像品质。四片卡都采用PCI Express X16接口，保证了图形处理器与芯片组之间的数据传输速度。
2007年后发布的所有NVIDIA Quadro FX工作站显卡都采用了统一渲染架构，不再是传统意义上的渲染管线，这一技术可以使着色器模拟各种模型的物理特征，如光源效果中的光源散布、反射、折射及BRDF模型等，又如铸造物表面、多孔表面和塑料体表面等物质表面的效果特性。实时着色器可让这些效果相互结合，设计师可随意进行调整，并实时地在屏幕上看到真实感极强的模型效果。相比传统的2D静态材质贴图，基于统一渲染架构的着色器在模型效果、执行效率和外在品质方面有了大幅度的提高。
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在四片工作站显卡中，NVIDIA Quadro FX 3700/4600还支持SLI技术，如果一片卡的性能不能满足要求，用户可以同时安装两片显卡，以提高系统的图形表现，并支持多屏显示。NVIDIA Quadro FX 3700/4600支持第二代的PCI-Express接口，图形处理器与芯片组之间的数据传输速度增加到了16GB/秒。同时，3700/46 00还支持最新的NVIDIA CUDA技术，让应用程序开发者可充分发挥GPU巨大的并行运算能力，大幅缩短解决复杂可视化问题所需的时间。
NVIDIA Quadro FX系列产品之所以被称为“专业显卡”，是相对于常见的、安装在普通PC内的消费娱乐显卡而言的。相比消费娱乐显卡，如同样由NVIDIA公司提供的GeForce GPU，NVIDIA Quadro FX专业显卡的专业就体现在高品质、高可靠性、面向专业应用的特殊支持和高性能等方面。NVIDIA Quadro FX专业显卡与GeForce消费娱乐显卡之间的定位差异，类似专业单反相机和家用卡片式数码相机之间的定位差异，面向的用户群体不同，应用需求不同，因而两者的硬件配置、专业性能和应用系统支持完全不同（后文将详细比较Quadro FX专业显卡和消费娱乐GeForce显卡之间的区别，并进行具体的性能测试）。 #p#page_title#e#
下表是四片主流NVIDIA Quadro FX工作站显卡和两片主流GeForce消费娱乐显卡的性能参数情况。仅仅从参数上看，无论是核心频率还是显存频率，无论是现存数量还是显存带宽，消费娱乐显卡并不低于工作站显卡，甚至中高端的消费娱乐显卡GeForce 8800GT具备不低于高端专业卡的显存数量，其显存频率和核心频率也远远超过了所有的四片工作站显卡，但是下面的特性比对和性能测试将让大家认识到为什么NVIDIA Quadro FX能成为工作站显卡的黄金家族。
表1 四片主流NVIDIA Quadro FX工作站显卡和两片主流GeForce消费娱乐显卡的性能参数
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