La nueva generación de tarjetas gráficas profesionales NVIDIA Quadro amplía el concepto de computación visual

3DCadportal presenta una revisión de las tarjetas NVIDIA de su línea Quadro K620 y K4200

 

Tras la presentación de la nueva generación de GPUs NVIDIA Quadro de arquitectura Kepler, tuvimos la oportunidad de comprobar que tan cierto fue aquella afirmación de Jeff Brown, VP de visualización de NVIDIA en Agosto 2014 sobre: “Las GPU Quadro no sólo aumentan el rendimiento de los cálculos y gráficos en grandes cantidades de datos, también amplían el concepto de la computación visual de una tarjeta de gráficos en una estación de trabajo a un entorno conectado”, así que nos dimos a la tarea de evaluar dos de los modelos más recientes Quadro la K620 y K4200.

 

Test Review de GPU NVIDIA

 

Para aquellos que se dedican al uso intensivo de aplicaciones gráficas para diseño 3D, la selección de una buena tarjeta gráfica o GPU puede ser decisiva para los tiempos de entrega de proyectos, fluidez en el trabajo e incluso comodidad al llevar largos periodos de tiempo frente a uno de estos tipos de aplicaciones. A diferencia de los modelos económicos GeForce para gamers, la gama NVIDIA Quadro ofrece una alta precisión, desempeño 3D y estabilidad en su uso.

 

Los modelos de GPU Quadro de NVIDIA
Existen 8 diferentes tarjetas Quadro, mismas que son clasificadas según sus núcleos de procesamiento, para nuestra evaluación hemos tomado la K4200 y la K620, de medio y bajo rango.

 

Modelos de GPU NVIDIA


Quadro K620
Se sitúa solo por encima de la nueva K420 con un consumo máximo de 45 W conectado a una ranura tipo PCI Express 2.0 x16, incluye 2 tipos de conectores para video DVI-I y un DP 1.2 Las dimensiones son de formato estándar, ocupa una sola ranura en la parte trasera del gabinete de aproximadamente 2.7 x  6.3 pulgadas en medidas


Quadro K4200
Es un producto mediano de la familia en cuanto a desempeño con consumo de energía de 108 W. Esta tarjeta cuenta con 3 tipos de conectores de pantalla un DVI-I, y dos DP 1.2. La tarjeta está preparada para conectar 4 monitores simultáneos a través de una conexión tipo DVI Dual Link, de esa forma solo es necesario un formato de ranura única estándar a diferencia de los modelos  k5200 y k6000 que requieren ocupar dos espacios. En cuanto a largo y ancho tiene 9.5 y 4.3 pulgadas respectivamente.


Precios
A diferencia del mercado masivo, el público objetivo de las tarjetas gráficas son  profesionales que usan Workstation, a quienes les interesa tener un rendimiento confiable para un funcionamiento continuo para periodos en promedio de uso de tres años. Los precios en México de estos GPUs pueden tener un rango de 15% variación ( Enero 2015), K620 - $ 3,500.00 MXN , K4200 - $ 14,000.00 MXN

 

Entorno de prueba

Partiendo de lo anterior las pruebas se realizaron bajo las siguientes condiciones:

 

Software
Existen una muy amplia variedad de aplicaciones de diseño, renderizado y manipulación de modelos e ingeniería virtual, en esta ocasión nos hemos enfocado en seleccionar plataformas de las más relevantes que consideramos son las que pueden manipular modelos más complejos, hablamos de maquetas digitales completas de vehículos.

 

Para evaluar nuestros modelos usamos CATIA de Dassault Systemes y Teamcenter Lifecycle Visualization de Siemens PLM, soluciones prácticamente estándar en la industria para modelos de alta complejidad. El algoritmo de simplificación de modelos de 3DXML no es capaz de reducir tanto los modelos como lo hace JT su contraparte de Siemens. Así que la evaluación se basó por un lado en la plataforma de Dassault Systemes para revisar un modelo CAD paramétrico de superficies y sólidos, además, se hizo uso de un modelo facetado “facet bodies” para visualizar un vehículo completo con todos sus componentes en Teamcenter Lifecycle Visualization.

 

CATIA
El motor gráfico del software CATIA v5 está preparado para ver modelos de escalas muy variadas, desde tornillería hasta barcos o plantas industriales.  El desempeño de CATIA con modelos de alta complejidad se mostró mejor que el de otras plataformas a las que teníamos acceso en ese momento. Es por ello que se eligió esta aplicación como entorno de pruebas para modelos paramétricos.


Visualización Profesional
En 2007 fue publicado el formato de archivos .JT de Siemens PLM, los cuales son tremendamente eficientes para simplificar modelos de geometría compleja 3D. Probamos las tarjetas gráficas con modelos reducidos en visualización por lo que usamos la aplicación de Teamcenter Lifecycle Visualization Professional para un entorno de pruebas más recomendable.


Hardware
No todos los requerimientos son iguales, podemos pensar en empresas de gran escala que pueden invertir en Workstation de alto desempeño, computadoras medianas o incluso profesionales que tienen un equipo de cómputo y desean escalar sus capacidades con la adquisición de una tarjeta gráfica. En base a ello se debe seleccionar los accesorios.


Un equipo de cómputo usado para escalarlo
Hay características que sin duda pueden generar un cuello de botella en un equipo de cómputo. Buscamos un equipo de generaciones previas que pudiera no limitar mucho la capacidad de funcionamiento de nuestra nueva generación de tarjetas gráficas NVIDIA.

Nuestro equipo de prueba posee.

  • Procesador Intel sin acelerador gráfico integrado.
  • Intel Core 2 Quad Q6600 @ 2.4 GHz
  • 7GB en RAM con bus de 800Mhz
  • 80 GB 7200 RPM en disco
  • Fuente de poder 650W

 

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Un equipo de cómputo disponible comercialmente de reciente generación

Actualmente la diversificación de los procesadores nos da una gama interesante para elegir, en este caso hemos seleccionado la gama media de procesador i7 de actual distribución en el mercado para probar el desempeño de las Quadro:

  • Tarjeta ASUS con procesador de gráficos integrado Intel.
  • Procesador Intel i7 4790K @ 4 Ghz
  • 16 GB RAM con bus de 2400 MHz
  • Disco Duro 120 GB Estado Solido
  • Fuente de poder 750W

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Una Workstation actual, equipos de alto desempeño pensados para aplicaciones de trabajo de alto desempeño.

El elegido fue una HP z820 con las siguientes características:

  • Tarjeta HP sin acelerador grafico integrado, con soporte para doble procesador arquitectura XEON.
  • Procesador Intel XEON E5-2640 @ 2Ghz (8 núcleos)
  • 32GB RAM Bus 1333 MHz
  • Disco duro 1TB 7200 RPM
  • Fuente de poder 1200W

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Disipación de calor
La disipación de calor no muestra alguna novedad muy relevante. NVIDIA se ha basado en el mismo concepto de arquitectura de generaciones previas, en el caso de la K620 se basa en un ventilador axial en lugar del centrífugo que un buen tiempo caracterizó a estas tarjetas gráficas.

 

Modelos CAD para pruebas


Un Ensamble CAD Turbofan
Es un archivo tipo CATPART de 152 MB de CATIA, se trata de un modelo representativo de un Turborreactor, es un modelo paramétrico consta de un ensamble de 1,235 piezas.


Un modelo de un automóvil CAD 3D
Es un archivo formato JT de 1,515 MB, se trata de la maqueta digital con todos los componentes a detalle de un automóvil comercial año 2012 Consta de alrededor de 25,000 piezas.


Herramientas y aplicaciones para realizar Benchmarks
Con el fin de medir lo más básico y que en su momento pueda mostrar lo más representativo del desempeño de estas tarjetas de video considerando la cantidad de cuadros por segundo. Utilizamos el software Fraps de Beepa para evaluar cuadros por segundo y GPU Z de TechPowerUP que muestra aspectos relevantes del desempeño y carga de las tarjetas gráficas como velocidad de reloj, temperatura, uso de memoria, voltaje e incluso velocidad del ventilador


Inicio del Análisis

Recibimos el paquete de GPUs directamente de la empresa NVIDIA a quienes agradecemos su colaboración, con un empaque robusto de protección para envío por correo y bolsa antiestática, tras desempacar comenzamos nuestro review.

 

Con respecto a la instalación en el sistema operativo, NVIDIA ofrece en su sitio un buscador muy eficaz para los drivers más actuales de todos sus productos. Cabe mencionar, que para la familia de tarjetas Quadro, un solo archivo de 210 MB incluye el soporte para los drivers de todas las tarjetas, por lo cual no fue necesario volver a descargar los drivers cada vez que se intercambió la tarjeta k620 por la k4200.

 

El cambio entre una tarjeta y otra lo hizo de forma prácticamente transparente en términos de configuración del sistema operativo, solo fue necesario apagar el equipo, reiniciar y el sistema automáticamente detectó y configuró la nueva tarjeta. Asimismo, el entorno de configuración dentro de Windows es sumamente sencillo y estándar entre todas las tarjetas de la marca, lo cual lo hace muy fácil de entender.


K620
Este hardware resultó extremadamente fácil de instalar, el tamaño no estorba en lo absoluto con el cableado dentro del gabinete y el conector PCI Express entro muy fácilmente en las ranuras de las tarjetas madre donde fue probada.


K4200
La instalación física de esta tarjeta supone un pequeño reto para quienes no poseen gabinetes muy espaciosos, ya que las dimensiones son prácticamente las mismas que el ancho de la tarjeta madre, esto puede requerir que sea necesario acomodar cables para permitir que la tarjeta ensamble correctamente.

 

Un punto a favor es que, a diferencia de sus hermanas mayores, las de la familia k5000 o k6000 o incluso varias dentro de sus primas las Geforce, esta tarjeta solo utiliza un slot en al panel trasero y no estorba a otras ranuras de expansión interna que se quieran utilizar en la tarjeta madre.

 

Asimismo, es importante recordar que tarjetas como esta requieren poder adicional, por lo cual es necesario pensar que nuestra fuente de poder debe tener 150W adicionales a lo que el resto del equipo utiliza y una salida de 6 pins para energizar el dispositivo.


Comparativa
Comenzamos las pruebas  con la tarjeta de video integrada de una de nuestro equipo de cómputo comercial i7 a 4Ghz, la cual abrió sin problema las aplicaciones pero tuvo algunos retrasos de pares de segundos al intercambiar entre una aplicación y otra, asimismo, mostraba errores de visualización esto nos sirve como punto de referencia para la comparativa:

 

La tarjeta Intel nos mostró 12 cuadros por segundo con el modelo CAD de turborreactor y solo 2 cuadros por segundo con el ensamble CAD del automóvil, adicionalmente mostraba inconsistencias en los menús y tardaba en intercambiar aplicación aprox 2 segundos. Estas mismas pruebas se repitieron con los demás equipos y configuraciones de tal forma que tenemos la siguiente tabla comparativa:

 

izquierda: Modelo CAD Turborreactor en CATIA y derecha: modelo CAD de ensamble de Automóvil JT

Tabla de evaluación 1: Core i7 4790k @ 4 GHZ x8 16GB RAM

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izquierda: Modelo CAD Turborreactor en CATIA y derecha: modelo CAD de ensamble de Automóvil JT

Tabla de evaluación 2 : XEON E52640 @ 2Ghz x 16 32GB Ram

 

Test Review de GPU NVIDIA

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izquierda: Modelo CAD Turborreactor en CATIA y derecha: modelo CAD de ensamble de Automóvil JT

Tabla de evaluación 3 : Core 2 Quad @ 2GHz 8 GB RAM 

 

Test Review de GPU NVIDIA

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izquierda: Modelo CAD Turborreactor en CATIA y derecha: modelo CAD de ensamble de Automóvil JT

Tabla de evaluación 4 : Core i7 4790k @ 4 GHZ x8 16GB RAM

 

Test Review de GPU NVIDIA

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izquierda: Modelo CAD Turborreactor en CATIA y derecha: modelo CAD de ensamble de Automóvil JT 

Tabla de evaluacion 5: XEON E52640 @ 2Ghz x 16 32GB Ram

 

Test Review de GPU NVIDIA

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izquierda: Modelo CAD Turborreactor en CATIA y derecha: modelo CAD de ensamble de Automóvil JT 

Tabla de evaluacion 6: Core 2 Quad @ 2GHz 8 GB RAM

 

Test Review de GPU NVIDIA

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De acuerdo a las pruebas realizadas podemos observar la diferencia de desempeño entre las diferentes configuraciones. Algo que es de notarse es la extraordinaria ejecución que es capaz de ofrecer la K620 cuando se le tiene en una configuración con el procesador de 4 GHZ, sin embargo, también es importante poner atención en el equipo de cómputo usado Core 2 Quad , tuvo que un desempeño muy cercano al que ofrece una Workstation, lo cual nos lleva a considerar que adquirir una de estas tarjetas de video puede mejorar mucho el desempeño de equipos que se tengan ya instalados sin necesidad de reinvertir en equipos completos. Recordar que  la K620 no requiere consumir corriente adicional a la que el mismo puerto PCI Express le entrega.

 


Otras tarjetas

Decidimos realizar la prueba en el equipo tipo Workstation XEON E52640 @ 2Ghz x 16 32GB Ram con la tarjeta K4200. En estas pruebas pudimos ver con mucha claridad los beneficios de este producto, sobre todo comparando contra las series K5000.

 

tabla de evaluacion 7: comparacion usando procesador XEON E52640 @ 2Ghz x 1632GB Ram modelo K4000

Izquierda modelo CAD Turboreactor en CATIA Derecha modelo CAD Auto en formato JT

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tabla de evaluacion 8: comparacion usando procesador XEON E52640 @ 2Ghz x 1632GB Ram modelo K4200

Izquierda modelo CAD Turboreactor en CATIA Derecha modelo CAD Auto en formato JT

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tabla de evaluacion 9: comparacion usando procesador XEON E52640 @ 2Ghz x 1632GB Ram modelo K 5000

Izquierda modelo CAD Turboreactor en CATIA Derecha modelo CAD Auto en formato JT

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Podemos observar con asombro la mejora entre la K4000 y la K4200 que prácticamente duplica su desempeño, llevándola a estar prácticamente a la par de la K5000. Es importante notar que el desempeño de estas configuraciones lo estamos percibiendo topado por el tipo de procesador y RAM de la Workstation, que en este caso se decidió elegir no la más veloz sino una media.


En la siguiente gráfica mostramos la comparativa en cuadros por segundo mostradas durante las pruebas:

Test Review de GPU NVIDIA

 

En la que podemos observar claramente el aumento del rendimiento de las tarjetas según su modelo. Y en donde es posible comprobar que el rendimiento de una tarjeta K4200 es de lo más relevante al tener más de 30 FPS en una configuración que no es Workstation, algo que debe de ser de interés para aquellos profesionales dedicados al CAD 3D, en donde la visualización y el tiempo de respuesta se ven altamente mejorado, obteniendo mejor  experiencia de uso un precio justo, por la funcionalidad que entregan.

 

Podemos concluir que el uso de una tarjeta modelo Quadro de NVIDIA mejora considerablemente la experiencia de uso de la aplicación CAD, el usuario tendrá que tomar una decisión en cuanto a las condiciones de su equipo, para asegurarse sacarle el mejor provecho al equipo, en donde para usuarios tradicionales que cuenten con un equipo de cómputo de gama media, podrán tomar la decisión de optar por la K 620, que tiene un precio accesible y una excelente respuesta, o bien para quien desea un mayor poder de visualización, en un entorno laboral podrá optar por la K4200, teniendo mucha más velocidad y mejores resultados de entrega de gráficos.

 

Con lo anterior podemos concluir las diferentes aplicaciones para las que recomendamos cada una de estas tarjetas de la nueva generación de NVIDIA Quadro:

 

Tebis V3.5 R7

Evaluación realizada por staff de 3DCadPortal

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