不一樣的世界

藍(lán)色

正如我們把顯卡的功能分為圖形（Graphics）及計(jì)算（Compute）兩部分一樣，專業(yè)顯卡的用途也可以根據(jù)這兩項(xiàng)功能的具體需求在CAD、CAM、CAE（計(jì)算機(jī)輔助分析）、多媒體娛樂、數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)建、數(shù)字標(biāo)牌顯示、醫(yī)療與生命科學(xué)、金融、石油鉆探以及GPU通用計(jì)算、云計(jì)算/游戲、虛擬化等領(lǐng)域貢獻(xiàn)自己的力量。

提到專業(yè)顯卡應(yīng)用，很多人第一反應(yīng)就是CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）/CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）之類的三維圖形建模等，涉及到常用軟件則是3ds Max、Maya、Auto3D、Solidworks等等。不錯(cuò)，3D建模及渲染的確是專業(yè)顯卡最常見的用途，但該領(lǐng)域絕非專業(yè)顯卡唯一的市場，其實(shí)，需要使用“專業(yè)卡”的場合要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于大家的想象，你知道嗎，炒股大媽如今都開始考慮組建多屏系統(tǒng)查看滬深股市行情了，這就是專業(yè)顯卡的市場魅力！

正如我們把顯卡的功能分為圖形（Graphics）及計(jì)算（Compute）兩部分一樣，專業(yè)顯卡的用途也可以根據(jù)這兩項(xiàng)功能的具體需求在CAD、CAM、CAE（計(jì)算機(jī)輔助分析）、多媒體娛樂、數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)建、數(shù)字標(biāo)牌顯示、醫(yī)療與生命科學(xué)、金融、石油鉆探以及GPU通用計(jì)算、云計(jì)算/游戲、虛擬化等領(lǐng)域貢獻(xiàn)自己的力量。

國家電網(wǎng)調(diào)度中心

3D建模與渲染這方面的應(yīng)用大家就算沒自己跑過也能從各類測試文章中略知一二，這次我們看點(diǎn)新奇的。第一個(gè)例子是多屏顯示，桌面平臺(tái)上有Eyefinity寬域這類可支持6屏輸出的技術(shù)了，但在很多行業(yè)中經(jīng)常需要幾十塊大屏幕拼接顯示，國家電網(wǎng)公司就改造過他們的調(diào)度中心，之前的大屏幕只有十幾二十塊屏幕，分辨率不過3840x1080，改造時(shí)要求輸出分辨率達(dá)到23800x4200，水平、垂直方向分別提升了5倍、3倍，而且要做到點(diǎn)對點(diǎn)原生分辨率輸出，這對后臺(tái)控制系統(tǒng)的要求顯然更高了，而顯卡則需要具備6個(gè)4K（2K分辨率的輸出能力。

最終中標(biāo)的是AMD的FirePro W9100專業(yè)卡系統(tǒng)（可以簡單認(rèn)為是R9 290X顯卡的專業(yè)版），這個(gè)專業(yè)卡本身就具備6個(gè)mini DP接口，支持4K（2K分辨率輸出。重慶調(diào)度中心的顯示屏由48個(gè)小屏幕拼接而成，河北電力中心的則是64塊屏幕，他們各自使用了2套FirePro W9100+AMD的S400連接器組合驅(qū)動(dòng)。

HPC超級(jí)計(jì)算機(jī)

另一個(gè)“高端、大氣、上檔次”的專業(yè)顯卡應(yīng)用領(lǐng)域則是HPC超級(jí)計(jì)算機(jī)，連續(xù)四次位列TOP500冠軍之位的天河2號(hào)就使用了CPU+GPU的異構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)不僅可以堆出強(qiáng)大的性能，能源利用率上也比傳統(tǒng)的以純CPU為基礎(chǔ)的HPC更有效率。與TOP500對應(yīng)的還有一個(gè)Green500超級(jí)計(jì)算機(jī)排名，比拼的是每瓦效能比，去年底排名第一的是德國重離子研究所（GSI）亥姆霍茲中心的L-CSC超級(jí)計(jì)算機(jī)，它使用的是AMD的FirePro S9150專業(yè)卡，這款專業(yè)卡考量的則是GPU計(jì)算性能，它跟前面的W9100其實(shí)是雙胞胎，也是Hawaii核心的，浮點(diǎn)性能高達(dá)5TFLOPS，搭配16GB顯存。

舞臺(tái)電視墻

普通用戶也許很難有機(jī)會(huì)一睹專業(yè)卡的“芳容”，但專業(yè)顯卡支撐的內(nèi)容卻可能是天天可以見到的。想必，央視的《中國正在聽》真人秀節(jié)目大家都有所耳聞吧，在它背后實(shí)際上也有專業(yè)顯卡在支撐。這種節(jié)目通常需要很大的演播廳及大屏幕，該欄目的LED電視墻面積就有750平方米，由兩臺(tái)視頻服務(wù)器控制，居于核心的就是AMD公司的FirePro W9100專業(yè)卡，其強(qiáng)大的視頻輸出能力幫助節(jié)目團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了長達(dá)三個(gè)月的直播。

專業(yè)應(yīng)用對顯卡的要求

很早之前，游戲卡與專業(yè)卡都是獨(dú)立并存的，二者的最終用戶對這兩種顯卡的要求也是截然不同的，前者偏向3D游戲，而專業(yè)卡的要求就復(fù)雜多了。為此AMD、NVIDIA甚至?xí)为?dú)開發(fā)兩種不同的架構(gòu)，但研發(fā)兩種架構(gòu)太不劃算了，而且GPU演變到現(xiàn)在，對圖形和計(jì)算兩方面都有強(qiáng)大的需求，所以AMD、NVIDIA現(xiàn)在都是開發(fā)一種架構(gòu)同時(shí)滿足游戲與專業(yè)卡的需求，AMD的專業(yè)卡之前還有FireStream及FirePro之分，但現(xiàn)在產(chǎn)品線都整合到了FirePro品牌下了，NVIDIA的專業(yè)卡還是分為偏向工作站的Quadro及偏向計(jì)算的Tesla，但這兩者現(xiàn)在也是同樣的架構(gòu)，只是命名上還獨(dú)立開來而已。

盡管游戲卡與專業(yè)卡在架構(gòu)甚至外觀上越來越相似，但游戲玩家絕不可能去買專業(yè)卡來玩游戲，專業(yè)卡用戶倒是有可能買游戲卡做專業(yè)用途，但絕大部分人還是要乖乖地選擇FirePro或者Quadro、Tesla專業(yè)卡，畢竟“吃飯”的家伙還是不能敷衍了事，因?yàn)檫@兩種顯卡在不同市場還是涇渭分明的，區(qū)別主要如下：

專業(yè)卡需要特別的硬件設(shè)計(jì)

盡管專業(yè)顯卡和游戲顯卡在架構(gòu)上是相同的，但專業(yè)顯卡為了滿足不同的市場往往需要做不同的設(shè)計(jì)，面向多屏輸出的就需要配備多個(gè)接口，比如AMD針對數(shù)字顯示市場推出的FirePro W600專業(yè)卡就配備了6個(gè)mini DP接口，面向醫(yī)療市場的FirePro W5000 DVI配備的則是2個(gè)DL_Link DVI接口，這都是針對特殊應(yīng)用而推出的。

還有，F(xiàn)irePro S系列加速卡則是面向通用計(jì)算的，連視頻輸出接口都可以省了，而且HPC系統(tǒng)主要使用外部散熱，所以FirePro S9150這樣的計(jì)算卡：一沒視頻接口；二沒散熱風(fēng)扇，這樣的卡就算再便宜，消費(fèi)級(jí)用戶也不會(huì)選的。

專業(yè)卡具備更好的專業(yè)軟件支持

專業(yè)卡買來是要跑專業(yè)應(yīng)用軟件的，以3D建模、渲染應(yīng)用為例，很多專業(yè)軟件都是基于OpenGL開發(fā)的，模型顯示方式跟游戲應(yīng)用區(qū)別很大，而且互動(dòng)操作上也有明顯不同，專業(yè)顯卡需要為此專門優(yōu)化，才能正確、快速地渲染。

這不光是影響性能高低的問題，有時(shí)候影響甚至更嚴(yán)重。Maya軟件使用了OpenGL overlay技術(shù)，非專業(yè)顯卡在未做優(yōu)化的情況下，根本就不能正確顯示，即便能顯示，效率也低得可憐，這對專業(yè)應(yīng)用來說是致命的，所以FirePro及Quadro這樣的專業(yè)卡都需要專門的硬件和軟件認(rèn)證。

專業(yè)卡具備更好的穩(wěn)定性、可靠性

玩游戲卡了、死機(jī)了，大不了按照萬能的“重啟”法則解決就好了，但對專業(yè)顯卡用戶來說，這樣的穩(wěn)定性就不能接受了，設(shè)計(jì)師要是在作業(yè)中遇到某明奇妙的死機(jī)或者出錯(cuò)之類的問題，估計(jì)撞墻的心都有。

如今的專業(yè)顯卡在設(shè)計(jì)之初就會(huì)考慮到這些問題，比如數(shù)據(jù)容錯(cuò)上就要支持ECC校驗(yàn)功能，目前新一代GPU芯片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)ECC支持，不過NVIDIA在Tesla K10加速卡上把ECC放在了外置的GDDR5顯存上，但開啟這個(gè)功能需要占用12.5%的顯存，這會(huì)降低顯存有效容量。

專業(yè)卡需要良好的售后及技術(shù)支持

專業(yè)顯卡既然頂著“專業(yè)”之名，那么出現(xiàn)什么問題或者需要什么支持的情況就不是一般維護(hù)人員能解決的，所以售后和技術(shù)支持這一塊也是廠商要著意加強(qiáng)的，他們不僅要解答用戶的問題，還要在各種專業(yè)應(yīng)用上提供支持。目前包括AMD FirePro及NVIDIA Quadro在內(nèi)的專業(yè)顯卡一般都實(shí)行3年質(zhì)保，AMD專業(yè)卡的獨(dú)家代理是藍(lán)寶公司，大家對他們的消費(fèi)級(jí)顯卡應(yīng)該很熟悉了。

專業(yè)卡最大的特色其實(shí)是....“貴”

高端的消費(fèi)級(jí)顯卡售價(jià)通常是599-799美元，國內(nèi)的高端單芯卡通常也就賣到5000-6000元的樣子，但同級(jí)別專業(yè)卡的價(jià)格有可能是消費(fèi)級(jí)顯卡的5-10倍，四五千美元買塊專業(yè)顯卡并不稀奇。

不過這里說的“貴”只是相對游戲卡來說的，專業(yè)卡是生產(chǎn)力工具，用戶花錢買了專業(yè)卡是用來產(chǎn)生效益的，1萬塊錢的投入最終可能換來的是10萬甚至100萬的產(chǎn)出，而且整個(gè)專業(yè)應(yīng)用中最貴的還輪不到專業(yè)顯卡，專業(yè)軟件才是大頭，AutoCAD、Maya等軟件的授權(quán)費(fèi)都要幾千美元，高級(jí)版的價(jià)格甚至能達(dá)專業(yè)顯卡5-10倍，這樣算起來專業(yè)顯卡就顯得非常物有所值了。