- Это то, что управляет размерами и глубиной вашего изображения.
- Обработка пикселей обрабатывает текстуры и материалы, которые мы видим на экране.
Преимущество здесь в том, что GPU фокусируется на обоих процессах одновременно и очень быстро один за другим.
Системы с графическими процессорами сильно различаются по скорости и мощности, хотя их можно разделить по способу подключения к машине. Интегрированные графические процессоры — это типичные процессоры, включаемые в ноутбуки и готовые настольные компьютеры, телефоны и т. д. Самый мощный графический процессор подключается к разъему PCI-e на материнской плате. Для материнских плат с несколькими слотами PCI-e совместимые графические процессоры можно комбинировать для увеличения мощности.
Что все эти процессы означают для наших визуализаций?
Скорость и ясность
В любом рабочем пространстве мы должны задать себе вопрос, что важнее: сроки или качество рендеринга? Это может быть самой большой проблемой, если вы читаете эту статью, и не зря.
Как уже упоминалось ранее, рендеринг с использованием процессора дает более качественные и четкие снимки по сравнению с рендерингом с помощью графического процессора. Сфокусированный процесс ЦП обеспечивает гораздо более надежный рендеринг.
Конечно, это связано с разницей в скорости. Центральные процессоры, как правило, намного медленнее сами по себе, в то время как графические процессоры, как правило, рендерят гораздо меньше времени, жертвуя некоторой четкостью финального рендеринга. Это не означает, что рендеринг с помощью графического процессора не может обеспечить чрезвычайно высокое качество сцен. По мере того, как мы приближаемся к области фотореализма или архитектурной визуализации, процесс рендеринга с помощью ЦП будет намного надежнее.
Хотя графические процессоры обладают «мощностью» за счет большего количества ядер, чем средний ЦП, это можно компенсировать путем объединения нескольких ЦП для увеличения скорости обработки. Это называется фермой ЦП. Фермы ЦП — отличный способ ускорить работу, сохраняя при этом надежность финальных визуализированных сцен.
Конечно, ни один из этих факторов не имеет большого значения, если вы не можете позволить себе компоненты по вашему выбору.
Поскольку скорость графического процессора настолько велика по сравнению с центральным процессором, они невероятно ценны для геймеров, разработчиков и кинематографистов, которые сосредоточены на скорости и разработке в реальном времени. Этот огромный спрос в сочетании с популярностью графических процессоров в индустрии майнинга криптовалюты привел к повышению цен на популярные видеокарты.
В целом стоимость одного мощного графического процессора намного меньше, чем стоимость такой же мощной фермы ЦП, хотя она постоянно меняется.
Средняя цена графических процессоров среднего и высокого уровня варьируется от 300 до 2000 долларов США.Очевидно, с выбросами, хотя это ожидаемая стоимость графического процессора, согласно обновленному исследованию рынка, проведенному TechSpot.
Аналогичным образом цены на ЦП варьируются в широком диапазоне с более низкой средней стоимостью: от 150 до 1500 долларов США. Опять же, с выбросами ниже и выше в зависимости от вашего источника.
Использование рендеринга с помощью графического процессора связано с дополнительными расходами, включая эффективную систему охлаждения, о которой мы поговорим в следующем разделе.
Память и производительность
Машины на базе ЦП намного лучше справляются с большими процессами, сохраняя при этом хорошую скорость при выполнении других задач. Одной из основных причин этого является огромный объем оперативной памяти ЦП в машине по сравнению с типичным объемом памяти графических процессоров.
Без такой большой вычислительной мощности вашего типичного графического процессора эти ограничения значительно повышают вероятность перегрева или сбоя вашей системы. Перегрев является серьезной проблемой для тех, кто работает с графическим процессором. Из-за быстрой обработки и огромного количества ядер под капотом происходит МНОГО всего. Дополнительная нагрузка на GPU по сравнению с CPU приводит к выделению большого количества тепла. Важно помнить, что любая машина, использующая рендеринг с помощью графического процессора, должна иметь эффективную систему охлаждения.
Однако из-за скорости графических процессоров, если вы работаете над проектом, в котором большое внимание уделяется анимации или большому количеству движущихся частей, вы можете захотеть выполнять рендеринг с помощью внутреннего или внешнего графического процессора.
Специфика отрасли
Если вы работаете в виртуальной реальности, вам может понадобиться дополнительная скорость, обеспечиваемая обработкой графическим процессором. Специальный процессор графического рендеринга сможет поддерживать постоянно меняющуюся и обновляющуюся визуализацию по мере того, как игрок поворачивается и перемещается в цифровом пространстве.
В наши дни у всех на уме одна тема — искусственный интеллект и программное обеспечение для глубокого обучения. В то время как ЦП может лучше справляться с отдельными задачами, у графических процессоров есть скорость, необходимая для быстрых вычислений, чтобы ускорить процесс глубокого обучения. Это еще одна причина, по которой графические процессоры являются предпочтительным процессором для майнинга данных или криптовалюты. Возможность выполнять чрезвычайно быстрые расчеты в течение длительного периода времени, несомненно, полезна для таких отраслей.
Перемещение динамических источников света и объектов в сцене или изменение положения и анимации персонажа должно выполняться в среде реального времени. Например, Unreal Engine отлично справляется с обеспечением высококачественного рендеринга в реальном времени при манипулировании вашей сценой.
Возможность просмотра изображения высочайшего качества при смене сцены имеет решающее значение для сокращения времени работы над проектом. Для такой работы наиболее подходящим решением будет рендеринг с помощью графического процессора.
Ваше программное обеспечение
Очевидно, однако, что многое зависит от используемого вами программного обеспечения. Некоторые программы обеспечивают фантастическую эффективность, когда речь идет о рендеринге как на процессоре, так и на графическом процессоре.
Например, Arnold Engine от Autodesk отлично подходит для быстрой и фотореалистичной трассировки лучей с использованием механизма рендеринга на базе процессора. Arnold используется в основном для анимации и фильмов, несмотря на более длительное время обработки, обычно связанное с рендерингом с использованием ЦП.
С другой стороны, очень популярный движок Octane Render Engine фокусируется на графическом рендеринге для динамического текстурирования и освещения в реальном времени.
Важно глубоко изучить выбранный вами движок рендеринга и выяснить, что наиболее эффективно использовать в самой программе. Хорошее эмпирическое правило — спросить себя, насколько точными должны быть ваши рендеры или симуляции. Большинство процессоров могут обеспечить более точное моделирование физики, а механизмы рендеринга на GPU лучше всего подходят для работы в реальном времени.
В заключение — рендеринг CPU и GPU
В конце концов, ваш выбор процессора или графического процессора зависит от ваших потребностей. Если вам нужны рендеры самого высокого качества, не беспокоясь о быстрых сроках выполнения, то, вероятно, вам лучше всего подойдет мощный ЦП или ферма ЦП. Конечно, вы можете найти фантастические решения для процессорной обработки прямо здесь, в Incredibuild, предлагающей бесшовную распределенную технологию обработки для оптимизации производительности. Чтобы получить бесплатную лицензию, нажмите здесь.
Если вы работаете в отделе визуальных эффектов или анимации и вам нужны быстрые результаты с хорошим качеством, вам может подойти графический процессор.
Независимо от вашего основного источника обработки, важно убедиться, что ваш источник рендеринга GPU и ваш ЦП совместимы не только друг с другом, но и с остальной частью вашей машины, чтобы избежать узких мест.
Визуализация — одна из самых важных функций, когда речь идет об обработке сложных графических материалов, таких как VFX и CGI. Проще говоря, это процесс создания гиперреалистичных или нереалистичных изображений из базовых 2D- или 3D-моделей.
Визуализация использует файл сцены (который состоит из нескольких 3D или 3D-моделей). Файл сцены содержит всю необходимую информацию в заранее заданном формате: например, геометрию, текстуру, точку обзора и описания молний.
Файл сцены передается в «программу рендеринга» для обработки, и конечным результатом является файл цифрового изображения. Программа рендеринга использует графические рендереры, и они важны для качества и размера ваших обрабатываемых медиафайлов.
Что касается графики, то ее можно обрабатывать только с помощью средств визуализации ЦП или ГП. У них есть общие черты, и их работа по существу одинакова. Однако то, как они обрабатывают задачи, принципиально отличается.
Начнем с наиболее часто используемых процессорных модулей рендеринга, также известных как механизмы рендеринга. Рендерер центрального процессора (ЦП) работает для преобразования входных данных в выходную информацию, что является его основной задачей в качестве центра управления всем компьютером.
Являясь первым исторически доступным модулем рендеринга, процессорный рендерер получил широкое распространение и, по сути, является отраслевым стандартом рендеринга. Однако механизмы рендеринга на GPU быстро наверстывают упущенное.
Благодаря развитию технологий рендеринга и выделенной мощности обработки изображений средства рендеринга на GPU со временем становятся все более изощренными и дают преимущество своим предшественникам на ЦП.
Модули рендеринга графических процессоров представляют собой крошечные микропроцессоры, предназначенные для рендеринга изображений. Это снимает с ЦП основную часть ресурсоемкого рендеринга изображений, поэтому он может более эффективно справляться с остальными задачами.
Хотя оба типа отображают изображения, основное различие заключается в том, как они обрабатывают различные подзадачи, связанные с процессом визуализации.
В случае ЦП центральный блок выполняет различные вычисления для обработки разных задач. С другой стороны, графический процессор может направить все свои ресурсы на выполнение одной специализированной задачи.
В то время как центральный процессор может использовать несколько десятков ядер для последовательной обработки задач, графический процессор состоит из тысяч ядер меньшего размера, которые могут выполнять несколько задач одновременно. Знание различий имеет решающее значение для вашего решения о выборе правильного средства визуализации для вашей системы.
Например, приложения и мультимедиа с улучшенной графикой могут быть довольно утомительной задачей для механизма рендеринга ЦП. Это может отрицательно сказаться на производительности компьютера и других задачах.
Наоборот, графические процессоры предоставляют пользователям повышенную вычислительную мощность и пропускную способность памяти, что обеспечивает превосходную эффективность. По некоторым оценкам, механизмы рендеринга на GPU в 50–100 раз быстрее, чем обычные средства рендеринга на ЦП.
Однако некоторые люди считают, что качество, обеспечиваемое компьютерными визуализаторами, не имеет себе равных. Мало того, что крупные студии и программное обеспечение полагаются на процессорные рендереры; они готовы тратить больше времени на задачи в обмен на более высокое качество.
Принять решение в таком честном сравнении может быть непросто. Вот некоторые преимущества обоих движков рендеринга изображений, которые помогут вам сделать правильный выбор.
Вот несколько причин, по которым люди продолжают использовать процессорные движки рендеринга:
Причина высокой скорости обработки GPU заключается в том, что он предназначен для обработки огромных блоков данных, выполняя их одним и тем же образом снова и снова.
Чтобы использовать скорость, которой славятся графические процессоры, пользователям необходимо обрабатывать огромные объемы данных, которые требуют только одного и того же типа выполнения.
Наоборот, процессорные рендереры могут легко справляться с набором более разнообразных задач, требующих различных вычислительных операций. Идеальным вариантом использования процессорного рендеринга будет архитектурный проект, который требует, чтобы разные помещения были спроектированы по-разному.
Максимальный потенциал памяти современных графических процессоров может достигать 80 ГБ. В отличие от памяти ЦП, память ГП не накапливается, если вы увеличиваете количество средств визуализации ГП. Поэтому будьте осторожны с добавлением дополнительных модулей визуализации на GPU, иначе они могут снизить производительность вашего существующего механизма визуализации.
Наоборот, система с ЦП поддерживает память объемом до 768 ГБ ОЗУ на каждый ЦП, что позволяет иметь 1,5 ТБ или даже больше на компьютерах с 4-кратным ЦП. Эта дополнительная память позволяет легко справляться с различными задачами.
Встроенные процессорные рендереры позволяют полностью интегрировать их в компьютерную среду и обеспечивают беспрепятственный пользовательский интерфейс. Это обеспечивает повышенную стабильность и надежность.
Являясь внешним компонентом, рендереры графического процессора могут не только привести к сбою вашей системы, если они не интегрированы должным образом, но и частое обновление драйверов может помешать работе.
Для многих людей качество изображения важнее скорости обработки мультимедиа. Благодаря тому, что это интегрированное решение, процессорные рендереры предлагают значительно улучшенное качество изображения.
Если вы предпочитаете точное качество, а не экономию времени, это для вас.
ГП-рендереры готовы со временем превзойти своих предшественников. Вот почему:
Являясь относительно новой технологией, механизмы рендеринга на GPU сильно ориентированы на скорость процессов рендеринга изображений.
Один графический процессор, названный будущим рендеринга, обладает той же вычислительной мощностью и функциями, которые могут быть обеспечены только целым кластером ЦП. Благодаря большему числу ядер процессоры визуализации на GPU теперь выполняют работу, на которую раньше уходили часы, за считанные минуты.
Поскольку качество изображения и анимация продолжают расти, для высококлассных проектов требуются ресурсоемкие системы, которые, в свою очередь, требуют ресурсоемких кластеров рендеринга ЦП.
Наоборот, механизмы рендеринга на GPU позволяют выполнять сложные задачи рендеринга (такие как глянцевое отражение и глубина резкости) и устанавливать несколько устройств для получения изображений студийного качества по значительно более низкой цене.
Визуализаторы GPU постоянно развиваются, и каждое обновление делает предыдущие ограничения устаревшими. Кто сказал, что будущие механизмы рендеринга на GPU не смогут сравниться со своими аналогами на базе ЦП, когда речь идет о памяти или надежности?
По мере развития технологий современные графические процессоры со временем будут становиться лучше и, возможно, в конечном итоге преодолеют свои нынешние недостатки.
По мере роста современных графических требований пользователи все чаще используют механизмы рендеринга для создания игр, 3D-изображений, облачных вычислений на базе GPU и для обработки «больших данных».
Для выполнения таких задач требуются большие вычислительные мощности и выделенные ресурсы, которые могут предоставить только механизмы рендеринга на основе графического процессора. В сочетании с их высокой скоростью графический процессор позволяет создавать гиперреалистичные изображения с гораздо более высокой скоростью.
Это не так просто, как кажется. Хотя рендеринг с использованием графического процессора имеет свои преимущества, как средства рендеринга на основе ЦП, так и средства рендеринга на основе графического процессора идеально подходят для решения своих конкретных задач.
На самом деле GPU служит только для улучшения вашей текущей системы ЦП и позволяет значительно ускорить рендеринг изображений. Ваш графический процессор может взять на себя ресурсоемкие элементы 3D-визуализации, в то время как ваш процессор выполняет остальные задачи.
В Cherry Servers мы предоставляем выделенные серверы с графическими процессорами с ускорителями графических процессоров Nvidia, чтобы помочь вам выполнить даже самые сложные проекты рендеринга.
Мариус Римкус
Я страстный энтузиаст технологий, меня очень интересуют вычисления на GPU и культура DevOps. Я считаю, что Agile-разработка помогает компаниям достичь максимальной удовлетворенности клиентов и выделяет их услуги на рынке.
Присоединяйтесь к сообществу Cherry Servers
Ежемесячно получайте практические руководства по созданию более безопасных, эффективных и легко масштабируемых систем в открытой облачной экосистеме.
Привет всем, я уверен, что этот вопрос время от времени возникает, но я хотел бы узнать больше о сравнении рендеринга ЦП и рендеринга ГП с точки зрения производительности.
Я уже привык к рендерингу mentalRay и VRay, но теперь из-за моей рабочей задачи мне нужно переключиться на Redshift.
Графический рендеринг обычно (намного) быстрее, но поддерживается не всеми механизмами рендеринга. Также движок рендеринга GPU не поддерживает все движки CPU. Если вы собираете новую машину и у вас ограниченный бюджет, вам придется выбирать между хорошим процессором с большим количеством оперативной памяти или приличным процессором с несколькими графическими процессорами. По моему опыту, графическим процессорам часто не хватает видеопамяти для больших симуляций, но они отлично подходят для разработки внешнего вида. Я делаю в основном симки, поэтому, если бы мне пришлось выбирать между ними, я бы выбрал хороший процессор с большим количеством оперативной памяти. Я лучше подожду дольше, чем исчерпаю память. Если бы я был разработчиком внешнего вида и снова и снова нажимал кнопку рендеринга, я бы выбрал сборку вычислений на GPU.
Я легко могу ошибаться в этом вопросе, но я считаю, что графические процессоры не дают таких точных результатов, как процессоры, но в большинстве случаев разница незначительна.
Что касается моих личных проектов, мне просто нравится, как выглядит Mantra (особенно объемы), и я не стал бы менять его ни на что другое, несмотря на то, что это один из самых медленных движков рендеринга.
Скажу так, у Redshift теперь лучше поддержка SSS и рассеяния в целом. Дым и облака теперь выглядят значительно лучше.
Память, безусловно, по-прежнему является самой большой проблемой при рендеринге с помощью графического процессора. Рендеринг нехватки памяти в Redshift удобен, когда сцены становятся для него слишком большими. Мне любопытно посмотреть, как в будущем все будет решаться с аппаратной стороны. Ядра RTX — долгожданное дополнение для отбрасывания лучей, так что расширять их и память в графическом процессоре на будущее?
Я считаю, что графические процессоры не так точны в вычислениях, как процессоры, но дела идут лучше, так что кто знает. =Д
Сравнение рендеринга ЦП и ГП — это немного. бессмысленно, хе-хе :) По крайней мере, не зная масштаба сравнения, но, поскольку это r/vfx, давайте предположим, что вы делаете vfx, хотя, судя по названным вами рендерерам, я бы сказал, что вы увлекаетесь архитектурой. Кроме того, как вы хотите провести сравнение?
Хотите сравнить характеристики? В этом случае процессор выигрывает, так как вы можете реализовать любой алгоритм на процессоре без ограничений.
Может быть, качество? Опять же здесь выигрывает ЦП, поскольку вы можете реализовать любой алгоритм, плюс у вас нет ограничений по сложности, а качество изображения выше с более качественной геометрией (бесконечно гладкие поверхности разделения, субпиксельное смещение, объемные примитивы. и добавить многосегментное размытие в движении на всех предыдущих).
Вероятно, скорость? Но скорость рендеринга _what_? И в каком качестве? А как насчет использования памяти? Рендеринг с помощью графического процессора кажется быстрее при рендеринге изображений низкой сложности, но как только вы добавляете сложность, все начинает разваливаться. В настоящее время для производственного рендеринга легко требуется 128 ГБ ОЗУ. Подумайте о более чем 100 миллионах входных полигонов, субпиксельной тесселяции для входной геометрии с разделением поверхностей и смещений, текстур объемом более 1 ТБ, процедурами времени рендеринга, которые могут увеличить сложность сцены в несколько раз (!), поскольку они расширяют новую геометрию во время рендеринга, запуская подпрограммы. программа, которая генерирует его процедурно, большое количество (гладких) кривых рендеринга для волос и травы, рендеринг больших частиц для FX, OpenVDB для облаков и взрывов. И на данный момент НИКАКИХ ШАНСОВ уместить все это в память графического процессора, поэтому для очень сложных вещей может сделать только центральный процессор.
Планируете ли вы сравнить стоимость оборудования? Хорошие графические процессоры стоят недешево, как и многоядерные процессоры. Но последние более гибкие и позволяют использовать больший объем памяти (см. выше). И последнее, но не менее важное: рендеринг облачного ЦП дешевле, чем облачный рендеринг ГП (так как в центрах обработки данных ВМ с ГП дороже, чем ВМ только с ЦП по понятным причинам).
ГП-рендеринг можно использовать для проектов более низкого качества, а также в случаях, когда входные данные не очень сложны и требуют памяти. Рендеринг с помощью графического процессора может иметь смысл для быстрых предварительных просмотров, но он будет немного бессмысленным, если изображение не будет 1:1 с изображениями, сгенерированными процессором в финале. Тем не менее, если вы выберете правильный рендерер, ЦП будет гораздо лучшим выбором, поскольку у вас нет никаких ограничений, а с рендерингом ЦП в облаке открываются новые возможности для конкуренции: один пользователь сможет конкурировать с крупной компанией. с точки зрения затрат.
Веселье впереди.
Существует также возможность гибридного рендеринга с использованием графического процессора, например. пересечения видимости и ЦП для шейдинга (с его ТБ текстурирования) и все остальное. Это будет работать до тех пор, пока входная геометрия помещается в память графического процессора, но она не может быть заранее определена количественно, потому что, как я уже говорил, процедуры рендеринга могут порождать генерацию любого количества произвольной геометрии. Так что снова ЦП по-прежнему лучший выбор.
Извините, если это похоже на холодный душ (хотя учитывайте температуру в Австралии).
Читайте также:
