De juis­te gra­fi­sche kaart voor of­fi­ce-pc's en work­sta­ti­ons

De juis­te gra­fi­sche pro­ces­sor voor kan­toor­com­pu­ters en werk­sta­ti­ons

C’t Magazine - - Contents - Ben­ja­min Kraft

De een­vou­di­ge ge­ïn­te­greer­de gra­fi­sche pro­ces­sor in cpu's is be­ter dan zijn re­pu­ta­tie: je kunt er een beeld met ho­ge re­so­lu­tie op een of meer­de­re mo­ni­to­ren mee krij­gen en mo­der­ne vi­de­o­for­ma­ten mee de­co­de­ren. Voor werk­sta­ti­ons gel­den an­de­re ei­sen, die al­leen met de­di­ca­ted gra­fi­sche kaar­ten ver­vuld kun­nen wor­den.

De tij­den dat een gra­fi­sche kaart voor een werk­plek al­leen het beeld op het scherm hoef­de te ver­zor­gen zijn al­lang voor­bij. De erg uit­een­lo­pen­de func­ties ma­ken het kie­zen van het juis­te mo­del een stuk las­ti­ger. In dit ar­ti­kel la­ten we zien wat er bij een kan­toor-pc, werk­sta­ti­on en ser­ver op dit mo­ment be­lang­rijk is.

Op kan­toor: ge­ïn­te­greer­de gpu of in­steek­kaart?

Bij kan­toor­com­pu­ters do­mi­ne­ren gra­fi­sche pro­ces­sors die recht­streeks in de cpu ge­ïn­te­greerd zijn, zo­ge­he­ten IGP's (In­te­gra­ted Grap­hics Pro­ces­sor). Bij In­tel zit­ten ze in al­le main­stream desktop-cpu's, al­leen in de mul­ti­co­re mo­del­len van de HEDT-se­rie (High End DeskTop), die ei­gen­lijk af­stam­men van de Xe­on-fa­mi­lie voor ser­vers, zit geen gra­fi­sche pro­ces­sor. AMD stopt al­leen in be­paal­de, en dan met na­me de goed­ko­pe­re pro­duct­reek­sen een gra­fi­sche pro­ces­sor: de ou­de­re A-mo­del­len en de hui­di­ge Ry­zen-G- en Ath­lon-GE­pro­ces­sors. Dat in een kan­toor-pc vaak de in­ge­bouw­de gra­fi­sche pro­ces­sor ge­bruikt wordt, heeft goe­de re­de­nen: die is goed­koop, stil en ui­ter­ma­te ge­schikt voor het da­ge­lijks werk.

Die IGP's kun­nen so­wie­so al veel: ze ne­men bij­voor­beeld het klaar­zet­ten van de gra­fi­sche in­ter­fa­ce over van het be­stu­rings­sys­teem. Veel mo­der­ne brow­sers lij­ken ook een stuk snel­ler te zijn door­dat ze de ver­snel­lings­func­ties van de gpu ge­brui­ken.

Sinds de HD Grap­hics 4000-se­rie, die in de pro­ces­sors van de Co­re i-4000ge­ne­ra­tie (Has­well) zit, kun­nen In­tels gein­te­greer­de gpu's 4K (3840 × 2160 pixels) weer­ge­ven op een oog­vrien­de­lij­ke 60 Hz. Bij AMD kan dat sinds de APU's van de Ax 7000-fa­mi­lie (Ka­ve­ri). Voor­waar­de bij bei­de: het moe­der­bord moet een Dis­playPort-aan­slui­ting heb­ben van de ge­ne­ra­tie 1.2 of een HD­MI 2.0-uit­gang. Die laat­ste zit op moe­der­bor­den voor AMD's Ry­zen-gpu's, bij In­tel zijn ze nog zeld-

zaam om­dat ook de hui­di­ge In­tel-iGPU's HD­MI 2.0 nog niet on­der­steu­nen. Daar­om moe­ten de fa­bri­kan­ten een ex­tra chip op het moe­der­bord sol­de­ren. Meer dan een 4K-re­so­lu­tie ha­len de ge­ïn­te­greer­de gra­fi­sche units mo­men­teel niet.

Een gpu kan bo­ven­dien de cpu ont­las­ten bij het af­spe­len van vi­deo's door de da­ta­stroom te de­co­de­ren. Ou­de­re com­pres­sie­me­tho­den als Di­vX, H.264 en Mi­cro­softs VC-1 be­ho­ren al lang tot de ba­sis­uit­rus­ting. Vee­l­ei­sen­der for­ma­ten als H.265 en VP9 ver­gen nieu­we­re hard­wa­re. Bij AMD kun­nen APU's die for­ma­ten ont­sleu­te­len sinds Car­ri­zo en Bris­tol Rid­ge voor so­c­ket FM2+ en AM4. In­tel heeft die mo­ge­lijk­he­den in­ge­bouwd sinds de Sky­la­ke-ge­ne­ra­tie (Co­re i-6000). Zelfs de goed­ko­pe Ge­mi­ni-La­ke-mo­del­len van de Atom-fa­mi­lie (Ce­leron N4100), die je bij de ex­treem goed­ko­pe com­ple­te pc's te­gen­komt, heb­ben mo­ge­lijk­he­den voor 4K en vi­deo [1]. De hui­di­ge fa­vo­rie­ten qua prijs­pres­ta­tie­ver­hou­ding voor on­der de 80 eu­ro zijn bij AMD de goed­ko­pe Ath­lon 200 GE en bij In­tel de Pen­ti­um Gold G5400 – bei­de in­stap­pro­ces­sors heb­ben twee ech­te en twee lo­gi­sche cpu-ker­nen en bie­den wat gpu be­treft al­les wat je voor op kan­toor no­dig hebt.

Als je de gra­fi­sche mo­ge­lijk­he­den van je an­ders­zins pri­ma wer­ken­de werk­plek­pc wilt op­waar­de­ren of meer aan­slui­tin­gen no­dig hebt, dan kun je een gra­fi­sche kaart toe­voe­gen. Een goe­de en zui­ni­ge all­roun­der voor op kan­toor blijft de Nvi­dia GeFor­ce GT 1030 [2]. Die is in een pas­sief ge­koel­de en daar­door stil­le ver­sie al te koop voor 75 eu­ro. De GT 1030 kan over­weg met al­le hui­di­ge vi­deo­co­decs. De nieu­we li­cen­tie­vrije co­dec AV1, die als op­vol­ger van VP9 en als con­cur­rent voor H.265/EVC ge­po­si­ti­o­neerd wordt, kan daar­en­te­gen nog door geen en­ke­le be­schik­ba­re gra­fi­sche kaart hard­wa­re­ma­tig af­ge­speeld wor­den. Dat zal waar­schijn­lijk pas gaan luk­ken met gpu's die van­af 2020 gaan ver­schij­nen.

De mees­te fa­bri­kan­ten ge­ven DVI en HD­MI 2.0 mee aan hun GeFor­ce GT 1030. Om­dat Dis­playPort 1.3 naar ons idee be­ter op de toe­komst voor­be­reid is, ad­vi­se­ren we om een kaart met die uit­gang te ko­pen. Daar kun je met slechts één ka­bel een 5K-sig­naal op 60 Hz mee door­ge­ven. Maar pas op: som­mi­ge ou­de­re 5K-dis­plays kun­nen hun beeld­sig­na­len al­leen via twee pa­ral­lel aan­ge­slo­ten Dis­playPort-in­gan­gen ont­van­gen. En die zit­ten er niet op bud­get­kaar­ten. Of er DDR4- of het snel­le­re GDDR5-ge­heu­gen wordt ge­bruikt, is voor of­fi­ce-ge­bruik niet re­le­vant.

Als je drie sig­naal­uit­gan­gen no­dig hebt, kun je AMD's Ra­de­on RX 550 over­we­gen. Die le­vert bij ver­der ge­lij­ke mo­ge­lijk­he­den meer 3D-per­for­man­ce, maar ver­bruikt ook meer ener­gie. Een stil­le, pas­sief ge­koel­de ver­sie is daar niet van.

Werk­sta­ti­on: ren­de­ren, re­ke­nen en re­tou­che­ren

AMD en Nvi­dia heb­ben spe­ci­a­le kaar­ten voor pro­fes­si­o­neel ge­bruik, die bij de een Ra­de­on Pro WX en bij de an­de­re Qu­a­dro he­ten. De op dit mo­ment be­schik­ba­re mo­del­len kos­ten bij AMD tus­sen de 110 en on­ge­veer 1800 eu­ro en bij Nvi­dia tus­sen de 120 en meer dan 10.000 eu­ro. De toe­pas­sin­gen daar­van zijn pro­fes­si­o­ne­le 10-bit fo­to­be­wer­king, in­du­stri­eel de­sign met CAD en com­plexe be­re­ke­nin­gen. Het bij­zon­de­re aan der­ge­lij­ke werk­sta­ti­on­kaar­ten zijn hun dri­vers: die zijn ge­cer­ti­fi­ceerd voor be­paal­de toe­pas­sin­gen, bij­voor­beeld Au­toCAD, So­lid­works, Sie­mens NX en PTC Creo. Daar­door pres­te­ren de pro­fes­si­o­ne­le mo­del­len bij die toe­pas­sin­gen be­ter dan hun con­su­men­ten­va­ri­an­ten. Dat is dan met na­me te zien bij het weer­ge­ven van vec­tor­mo­del­len. Pro­gram­ma's als Pa­thtra­cer Lux­mark en pro­fes­si­o­ne­le vi­deo-en­co­ders, die puur van de sha­der-per­for­man­ce af­han­gen, heb­ben ove­ri­gens geen du­re kaart no­dig – daar kan ook een goed­ko­per mo­del uit het thuis­ge­brui­kers­as­sor­ti­ment goed ge­noeg voor zijn. Het hangt van de soft­wa­re af wel­ke kaart je moet ko­pen.

De pro­fes­si­o­ne­le kaar­ten wer­ken in prin­ci­pe al­le­maal met de­zelf­de Ve­ga-, Po­la­ris- of Pas­cal-ar­chi­tec­tuur als hun ga­ming-va­ri­an­ten. Ze heb­ben ook de­zelf­de vi­deo-en­co­ders en -de­co­ders, die met al­le hui­di­ge for­ma­ten over­weg kun­nen en con­tent kun­nen weer­ge­ven met 10bit kleur­diep­te en hoog con­trast (HDR). Bo­ven­dien heb­ben ze mo­der­ne Dis­playPort 1.4-aan­slui­tin­gen. De Qu­a­dro's heb­ben wel een an­der aan­tal sha­der-units – in te­gen­stel­ling tot bij AMD, waar el­ke Ra­de­on Pro WX ook een Ra­de­on RX­te­gen­pool heeft.

Bij de prijs­pres­ta­tie­ver­hou­ding heeft AMD op het eer­ste ge­zicht bij de ge­he­le pro­duc­tie­lijn een streep­je voor. Dat is wel bij­zon­der ex­treem bij de Qu­a­drot­op­mo­del­len, die het dub­be­le kos­ten van een Ra­de­on Pro die de­zelf­de tech­ni­sche spe­ci­fi­ca­ties heeft. Daar­bij le­ve­ren de AMD-kaar­ten een ho­ge­re the­o­re­ti­sche re­ken­kracht – en ze­ker bij dou­ble-

pre­ci­si­on (FP64), want Nvi­dia be­perkt de FP64-per­for­man­ce om de af­stand tot de top­mo­del­len van de Qu­a­dro-, Ti­tan- en Te­sla-fa­mi­lie groot te hou­den.

Bij OpenCL-toe­pas­sin­gen spe­len de AMD-kaar­ten dat voor­deel vaak uit. Bo­ven­dien kun­nen ze an­ders dan Nvi­dia's Pas­cal-kaar­ten pa­ral­lel­le gra­fi­sche ver­snel­ling en be­re­ke­nin­gen uit­voe­ren. Bij CAD-pro­gram­ma's laat Nvi­dia in de prak­tijk ech­ter meer per­for­man­ce zien, zo­als de werk­sta­ti­on-ben­ch­mark SPEC Vie­w­perf toont. Die per­for­man­ce­voor­sprong wil men met de nieu­we Qu­a­dro RTX-mo­del­len van de Tu­ring-ge­ne­ra­tie ver­gro­ten, on­der meer door het ge­bruik van ten­sor­co­res en units voor ray­tra­cing-ver­snel­ling. Die nieu­we kaar­ten gaan daar­bij ech­ter tot 10.000 eu­ro kos­ten, zo­als de Qu­a­dro RTX 8000 met 48 GB GDDR6-RAM. Die le­vert met zijn sha­der-units wel 16 TFlops en moet bij ray­tra­cing 10 Gi­ga­rays per se­con­de kun­nen ha­len.

Ook aan de soft­wa­re­kant heeft Nvi­dia een troef in pet­to: de prop­ri­ë­tai­re pro­gram­mee­r­in­ter­fa­ce (API) CUDA voor com­plexe be­re­ke­nin­gen op de gpu. Als je ei­gen ap­pli­ca­ties ont­wik­kelt, heb je bij Nvi­dia de be­te­re tool en veel meer do­cu­men­ta­tie dan bij AMD. Bo­ven­dien heeft Nvi­dia veel in ont­wik­ke­laars­re­la­ties gein­ves­teerd. AMD gaat met OpenCL dan wel voor een open API, maar on­der­steunt ont­wik­ke­laars daar niet zo goed bij als Ni­vi­dia bij CUDA. Nvi­dia biedt bij­voor­beeld veel zwaar ge­op­ti­ma­li­seer­de bi­bli­o­the­ken, zo­dat je met­een aan de slag kunt, ter­wijl daar bij OpenCL in som­mi­ge ge­val­len he­le­maal niets voor is – je moet dan echt van­af nul be­gin­nen.

De klein­ste mo­del­len van de pro­fes­si­o­ne­le pro­duct­fa­mi­lies kun­nen beel­den al met 10 bit per kleur­ka­naal weer­ge­ven en daar­mee bij­zon­der fij­ne kleur­ver­lo­pen la­ten zien. Die zijn ook ge­schikt voor kleur­ech­te fo­to­be­wer­king op ka­li­breer­ba­re 10-bit mo­ni­to­ren of me­di­sche ima­ging-tech­nie­ken.

De Ra­de­on Pro WX 4100 (280 eu­ro), WX 5100 (425 eu­ro) en de Qu­a­dro P2000 (475 eu­ro) be­vin­den zich bij­voor­beeld in de­zelf­de per­for­man­ce­klas­se, met een licht voor­deel voor AMD. Bij CAD-ben­ch­marks haalt de Nvi­dia-kaart ech­ter het­zelf­de ni­veau als de duur­de­re AMD Ra­de­on Pro WX 7100 (650 eu­ro), en bei­de blij­ven nog wat ach­ter bij de Qu­a­dro P4000 (880 eu­ro).

Bij de duur­de­re mo­del­len stijgt niet al­leen de prijs, maar ook de groot­te van het ge­heu­gen. De Ra­de­on Pro WX 8200 (1100 eu­ro) heeft nog 8 GB, maar de Qu­a­dro P5000 (1850 eu­ro) en de Ra­de­on Pro WX 9100 (1890 eu­ro) heb­ben 16 GB RAM en de P6000 (5000 eu­ro) heeft 24 GB. Daar­door zijn die top­mo­del­len in com­bi­na­tie met hun ho­ge re­ken­kracht dan ook met na­me be­doeld voor gro­te da­ta­hoe­veel­he­den. Een an­de­re bij­zon­der­heid: ze kun­nen al­le vier ge­heu­gen­fou­ten met be­hulp van ECC ont­dek­ken en cor­ri­ge­ren.

De meer dan 10.000 eu­ro kos­ten­de Qu­a­dro GV100 heeft zelfs 32 GB HBM2ge­heu­gen en ge­bruikt al de re­cen­te Vol­ta-ar­chi­tec­tuur plus ten­sor-co­res. Die ha­len tot 118,5 TFlops en ver­snel­len sterk AI-toe­pas­sin­gen en ma­chi­ne-learning. Bo­ven­dien hal­veert hun per­for­man­ce slechts bij het be­re­ke­nen in dou­ble­pre­ci­si­on (FP64) ten op­zich­te van sin­g­le­pre­ci­si­on, van 14,8 naar 7,4 GFlops. De GeFor­ce- en de klei­ne­re Qu­a­dro-kaar­ten ko­men bij FP64 maar tot een twee­ën­der­tig­ste van hun FP32-re­ken­kracht.

Re­ken­cen­tra: re­ke­nen en le­ren

Bij gra­fi­sche en ver­snel­ler-kaar­ten voor ser­ver­doel­ein­den is het con­cre­te doel nog be­lang­rij­ker dan bij werk­sta­ti­ons. De ei­sen zijn ui­ter­ma­te ver­schil­lend. Een al­ge­meen ad­vies is dan ook nau­we­lijks te for­mu­le­ren. Com­plexe be­re­ke­nin­gen voor weer­sys­te­men heb­ben bij­voor­beeld een ho­ge FP64-per­for­man­ce no­dig, zo­als de 9000 eu­ro kos­ten­de Te­sla V100 van Nvi­dia die le­vert. Op pa­pier is die met 14 GFlops via sha­ders en een ten­sor-per­for­man­ce van 112 TFlops wat lang­za­mer dan de in ver­hou­ding wat duur­de­re Qu­a­dro GV100 met de­zelf­de gpu. Dat je hier met een gra­fi­sche kaart te ma­ken hebt, kun je aan de bui­ten­kant niet zien – de Te­sla V100 heeft als pu­re ver­snel­ler­kaart dan ook geen sig­naal­uit­gan­gen.

Ma­chi­ne-learning heeft daar­en­te­gen niet per se een du­re kaart no­dig. Voor veel toe­pas­sin­gen vol­staat al een la­ge­re nauw­keu­rig­heid zo­als FP16 – en dan ziet het er voor AMD goed uit, want de re­ken­kracht ver­dub­belt zich ten op­zich­te van FP32. Dan blijft voor AMD ech­ter nog wel het pro­bleem be­staan dat de mees­te ma­chi­ne-learning-toe­pas­sin­gen CUDA ge­brui­ken, zo­dat AMD's per­for­man­ce­voor­deel dan the­o­re­tisch blijft.

Bij Nvi­dia's Qu­a­dro's van de Pas­cal­ge­ne­ra­tie speelt een der­ge­lijk snel­heids­voor­deel ech­ter niet, maar wel bij de Vol­ta-kaar­ten Qu­a­dro GV100 en Ti­tan V, en de mo­del­len van de nieu­we se­ries Qu­a­dro en GeFor­ce RTX 2000. Die laat­ste zijn al­tijd nog goed­ko­per dan Ti­tans en Te­sla's. Nvi­dia's ge­bruiks­voor­waar­den ver­bie­den ech­ter het ge­bruik van GeFor­ce- en Ti­tan-kaar­ten bij re­ken­cen­tra – dat geldt ove­ri­gens ook voor aan­bie­ders van ga­me­strea­ming­dien­sten.

Con­clu­sie

Voor­dat je een nieu­we gra­fi­sche kaart uit­zoekt, moe­ten de ei­sen dui­de­lijk zijn. De soft­wa­re be­paalt wel­ke hard­wa­re er über­haupt in aan­mer­king kan ko­men.

Als je al­leen tek­sten moet ty­pen, wat op in­ter­net rond­surft en een paar vi­deo's kijkt, kun je pri­ma vol­staan met een ge­mid­del­de IGP. Een werk­sta­ti­on­kaart, die veel moet re­ke­nen en ren­de­ren, heeft veel sha­der-units no­dig – maar ook toe­pas­sin­gen die met de API wer­ken die de voor­keur heeft van de gpu-fa­bri­kant. Wat dat be­treft heeft Nvi­dia met CUDA een dui­de­lijk voor­deel. Op ser­ver­ge­bied geldt dat des te meer. AMD biedt een be­te­re prijs­pres­ta­tie­ver­hou­ding, maar al­leen als je met OpenCL werkt of de sha­der-units zin­vol kunt in­zet­ten. (nkr)

De goed­ko­pe AMD Ath­lon 200 GE heeft al al­les wat een kan­toor-pc no­dig heeft.

Nvi­dia's Qu­a­dro P6000 biedt veel re­ken­kracht, maar wel voor een ho­ge prijs. Daar maak je al­leen bij CUDA-toe­pas­sin­gen maxi­maal ge­bruik van.

Newspapers in Dutch

Newspapers from Netherlands

© PressReader. All rights reserved.