کارت گرافیک کوادرو چیست؟

کارت‌های گرافیکی کوادرو از سری محصولات تولید شده توسط شرکت Nvidia هستند که در دو زمینه طراحی به کمک کامپیوتر و تولید محتوای دیجیتال کاربرد دارند. کارت گرافیک کوادرو معمولا در سیستم‌های حرفه‌ای نصب می‌شوند و کاربرد آنها نیز کاملا حرفه‌ای است.
معمولا هنگام صحبت از کارت‌ گرافیک بیشتر کاربران به فکر بازی‌های رایانه‌ای می‌افتند اما در واقع نوع دیگر از کارت‌های گرافیک وجود دارد که در کارهای تخصصی نظیر پویا نمایی در سيستم‌هاي صنعتي و با هدف انجام كار‌هايي اعم از طراحي سه بعدي و استفاده در سيستم‌هايي با چندين خروجي نمايشگر کاربرد دارند. سازندگان کارت‌های گرافیک در تلاش اند تا با اختصاص دادن نام‌های متفاوتی، این محصولات را از مدل‌های مخصوص بازی متمایز کنند. به عنوان مثال می توان گفت،شرکت Nvidia برای این دسته از محصولات خود از نام Quadro استفاده می‌کند و شرکت AMD نیز نام FireGL ATI را به آن‌ها اختصاص می‌دهد. از جمله مهم ترین ویژگی های این کارت‌ها قدرت بسیار بالای آن‌ها در پردازش‌های موازی است که باعث افزایش سرعت عملکرد آن‌ها در پردازش کارهای انیمیشن‌ سازی می شود. همچنین باید مد نظر داشت که، این کارت ها نسبت به قیمتی که دارند اصلا از توان مناسبی برای اجرای بازی‌ها برخوردار نیستند.
از لحاظ بررسی ساختاری، می توان نتیجه گرفت که اين پردازنده‌هاي گرافيكي تا حدود زيادي مشابه پردازنده‌هاي گرافيكي عمومي كه در سيستم‌‌هاي خانگي مورد استفاده قرار مي‌گيرند هستند اما به علت متفاوت بودن زمينه‌هاي استفاده، داراي تفاوت‌هايي نيز با آن‌ها مي‌باشند. به عنوان مثال می توان گفت، به علت نیاز نرم افزارهاي طراحي صنعتي به توان پردازشي بالايي در زمينه محاسبات مربوط به رئوس، بخش‌هايي كه مربوط به پردازش رئوس هستند در اين پردازنده‌هاي گرافيكي بيشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. همچنین این کارت های گرافیکی، از عملكرد ضعيفي در هنگام پردازش پيكسلي برخوردار هسند. این ضعف به این دليل است که بخش بسيار بزرگي از واحد‌هاي محاسباتي در پردازنده‌هاي گرافيكي توليد شده براي كاربردهاي صنعتي به محاسبات راسي اختصاص داده شده‌اند. همچنین پردازنده‌هاي گرافيكي معمولي كه داراي توانايي زيادي در انجام محاسبات مربوط به پيكسل‌ها هستند.
قدرت پردازش کارت‌هاي گرافیک ، Quadro حاصل درايو سخت‌افزاري آن ها می باشد. در حقیقت طراحی درایو بگونه ای است که توانايي پردازش کارت براي کاربردهاي حرفه‌اي صنعتي و سه‌بعدي بهينه وحداکثر باشد. به عنوان نمونه می توان به کارت گرافیک مدل FX 1800 اشاره کرد که دارای 64 سايه‌زن بوده و با توجه به شباهت در چيپ استفاده شده، بسيار نزديک به جي فورس 9600 GT است. اما به علت کارایی متفاوتی که از اين دو کارت انتظار مي‌رود، طراحي درايورهاي آ‌ن‌ها به گونه‌اي انجام شده که يکي در اجراي بازي‌ها و ديگري درکار با نرم‌افزارهاي حرفه‌اي بهتر ظاهر مي‌شود.
از سوي ديگر يكي از مهم‌ترين مسائل، مساله قيمت می باشد كه بايد در رابطه با اين پردازنده‌هاي گرافيكي و كارت‌هاي توليد شده برپايه آن‌ها مورد توجه قرار گيرد. به علت اینکه، این کارت ها، كاربردهاي خاص و ويژه‌اي داشته و حوزه کاری و مخاطبان كمتری دارند، حجم توليد اين پردازنده‌هاي گرافيكي و كارت‌هاي ساخته شده بر پايه آن‌ها بسيار كمتر از كارت‌هاي گرافيكي معمولي است. علاوه بر آن به دليل طراحي و پروسه ساخت پيچيده‌تر اين كارت‌هاي گرافيگي ، نسبت به كارت‌هاي گرافيكي معمولي قيمت بسيار بالاتري دارند. به نحوي كه قيمت انواع با كارايي متوسط آن‌ در بسياري از اوقات از كارت‌هاي گران قيمت طراحي شده براي سيستم‌هاي خانگي بيشتر است. با وجود حجم توليد كمتر، اين پردازنده‌هاي گرافيكي همچنان از تنوع بسيار خوبي برخوردار هستند، به نحوي كه چندين شركت مختلف اقدام به طراحي و ساخت اين گونه محصولات مي‌نمايند.

انواع کارت گرافیک کوادرو

همانگونه که پیشتر گفتیم، پردازنده‌هاي گرافيك مخصوص ايستگاه‌هاي كاري NVIDIA با نام سري Quadro توليد و به بازار عرضه می شود. كارت‌هاي گرافيكي سري Quadro به دو مجموعه كاملا مجزا تقسيم مي‌شوند. مجموعه اول كارت‌هاي سريP , M ,K ,و Quadro FX می باشند كه در اصل سری پردازشی با پردازنده‌هاي گرافيكي و كارايي بالا در هنگام اجراي نرم‌افزارهاي طراحي صنعتي مي‌باشند ,كاربردهاي نظیر CAD/CAM/MAX/CINMA4D/MAYA وبساری از نرم افزارهای گرافیکی دیگر مورد استفاده قرار میگیرند. همچنین دسته دوم كارت‌هاي سري Quadro NVS هستند كه براي استفاده در سيستم‌هايي كه به چندين خروجي نمايشگر نياز دارند طراحي و تولید شده‌اند. تفاوت‌هاي كلي در نحوه ی نام گذاري مدل‌هاي مختلف سري Quadro نسبت به كارت‌هاي گرافيكي طراحي شده براي سيستم‌هاي خانگي است. وجود دارد. در کارتهای Workstation نظیر Quadro های Nvidia و TESLA تکسچرها روی رم کارت گرافیک ذخیره می شود، قرار گیری تکسچر ها بر روی رم کارت گرافیکی، باعث بالا رفتن سرعت کاهش سیکل کاری شده و از طرفی راندمان در کارهایی که نیاز به استفاده از تکسچرهایی با کیفیت بالا و تعداد زیاد دارند را بالا می برد. اکثر کارتهای Workstation، از توانایی نمایش تصاویر در چند مانیتور و بصورت مجزا یا یکپارچه در سایزهای بسیار بالا مثل 3840 پیکسل در 2160 ویا 4096پیکسل در 2160 وضح تصویری فرمت جدید 4kپیکسل را دارند که طبیعتا جزئیات زیادی را می توان دید . همچنین انتقال بسیار سریعِ تکسچرهای سه بعدی در محیط های اینتراکتیو که باعث نمایش محیط های گسترده و با سرعت کافی در این نوع از محیط های سه بعدی می شود . از دیگر مزایای این سری کارتها، استفاده سریع از تکسچرهای بسیار قول آسای 8k و انجام زوم و پن روی این تصاویر در حین پردازش است. در کل میتوان گفت بهترین گزینه حال حاضر برای انجام کارهای محاسباتی گرافیکی کارت گرافیک کوادرو میباشد و برای بهتر بودن و انجام بهتر پردازشها در صورت توان خرید و در صورت نیاز به بهبود و پردازش بهتر کارها اگر از کارتهای تسلا شرکت انویدیا هم میتوان در کنار کارتهای گرافیک کوادرو استفاده نمود.
انویدیا پس از معرفی معماری جدید ساخت پردازنده‌ی گرافیکی با نام تورینگ، پردازنده‌های ساخته‌شده با این معماری را با نام Quadro RTX معرفی کرد.
علاوه‌بر آن، این شرکت ۳ عدد از محصول جدید که بر مبنای این معماری ساخته شده‌اند را نیز معرفی کرد. برخلاف رویدادهای گذشته ابتدا از سری فوق حرفه‌ای و ورک‌استیشن کوادرو رونمایی کردند.
این محصولات، بخشی از خانواده‌ی جدید Quadro RTX هستند. محصولات جدید با نام‌های Quadro RTX 8000, RTX 6000، و RTX 5000، سریع‌ترین کارت‌های گرافیکی ورک‌استیشن خواهند بود.
در حقیقت، معماری Turing نسخه‌ی بهبودیافته‌ی معماری Volta در ساخت پردازنده‌ی گرافیکی است. در این معماری برای اینکه محصول تولیدی، محصولی سریع همچون GV100 باشد از تمام تلاش ها انجام شد. به طوری که خبر بزرگ بهبود Ray Tracing یا رهگیری پرتوی در این معماری برای کاربرانی که در تصویرسازی پیشرفته (ProViz) فعال هستند، یک خبر بسیار عالی بود. امکان ترکیب این بهبودها و با هسته‌های جدید شرکت انویدیا با نام سری RT و هسته‌های تنسور از معماری قبلی یعنی ولتا وجود دارد. با ترکیب این هسته‌ها، هسته‌های جدید توانایی عملکرد سریع‌تر در رهگیری پرتوی را خواهند داشت و در نتیجه، فعالیت موردنیاز برای ساخت تصاویر نزدیک به واقعیت کاهش می‌یابد
اولین محصولات انویدیا که از حافظه‌ی نوع GDDR6 بهره می‌برند پردازنده‌های گرافیکی جدید و کارت‌ گرافیک کوادرو هستند. در نتیجه این کارت‌ها پهنای باند بیشتری را (تا ۴۸ گیگابایت) به کاربر عرضه می‌کنند. همچنین پشتیبانی از NVLink از جمله دیگر پیشرفت هایی است که در ساختار محصولات جدید ایجاد شده، است. ان‌وی‌لینک، ارتباط منسجم کش اختصاصی انویدیا است که قابلیت ترکیب کارت‌های گرافیک کوادرو آر‌تی‌ایکس را به کاربر می‌دهد. در حقیقت این ترکیب توانایی به اشتراک گذاری حافظه‌ی بافر کارت‌ها را دارد. با وجود اینکه حافظه‌های محلی عملکرد بهتری در این مورد خواهند داشت اما با پهنای باند ۱۰۰ گیگابایت بر ثانیه که برای کارت‌های جدید گزارششده، ترکیب آنها نیز گزینه‌ای قابل‌توجه است. در نتیجه‌ی می توان گفت که این ویژگی‌های جدید، انویدیا با تمرکز بالا روی صنعت جلوه‌های ویژه ویژوال افکت و تولید فیلم و سریال در حال کار کردن است. در واقع بیشترین نیاز کاربران این صنعت، به افزایش کارایی و بازدهی می باشد البته از لحاظ تامین مالی نیز مشکل چندانی ندارند. البته Nvidia برای این بخش از کاربران غریبه نیست اما محصولات و فعالیت‌های اخیر، بزرگترین حضور آنها در این بازار بوده است. آنها قصد دارند تا کاربران را از رهگیری پرتوی بر اساس سی‌پی‌یو دور کرده و آنها را با ترکیب GPU برای این منظور، آشنا کنند.
انویدیا علاوه‌ بر بخش سخت‌افزاری، تلاش های بسیاری در بخش نرم‌افزار انجام داده است تا محصولات شرکت‌های نرم‌افزاری همچون Autodesk، Adobe، Chaos Group، Dassault Systemes و Epic Games و تعدادی شرکت دیگر را در این فناوری جدید را به روش‌های مختلف در بازی‌ها و نرم‌افزارهای خود پشتیبانی کنند. برای کارت‌های جدید سری آر‌تی‌ایکس آماده باشند.
سه کارت گرافیکی از خانواده‌ی کوادرو آر‌تی‌ایکس با نام ومدل‌های آرتی‌ایکس ۸۰۰۰ و ۶۰۰۰ نمونه‌هایی مشابه یکدیگر هستند. هر دوی آنها از لحاظ کارایی پردازنده‌ی گرافیکی، حافظه و پهنای باند‌، آماری مشابه دارند. در این کارت‌ها از ترکیب هسته‌های4608 cuda و 576 Tensor و حافظه‌ی GDDR6 استفاده شده است. مدل RTX 8000 دارای ۴۸ گیگابایت حافظه‌ی وی‌رم بوده که به‌صورت ۲۴ تراشه با ساختار کشویی طراحی شده است. در مقابل مدل RTX 6000 تنها ۲۴ گیگابایت حافظه دارد. مدل دیگر این خانواده، نسخه‌ای با عملکرد پایین‌تر و حافظه‌ی کمتر است. مدل RTX 5000 از هسته‌های 3072 CUDA و 384 Tensor بهره می‌برد و حافظه ی ۱۶ گیگابایتی از نوع GDDR6 دارد.
این کارت‌ها از ساختار مرسوم این شرکت برای تامین انرژی استفاده کرده و مصرف بیش از ۲۵۰ وات نخواهند داشت.
این کارتها دارای۴ پورت DisplayPort 1.4 هستند. به‌علاوه، تمامی کارت‌ها دارای یک پورت اختصاصی USB نوع C نیز هستند که ارتباط VirtualLink آنها را تامین می‌کند. این نوع ارتباط به‌تازگی معرفی شده و قابلیت انتقال ویدیو، داده و برق یک هدست واقعیت مجازی را تنها توسط یک کابل ارائه می‌دهد. در نتیجه می‌توان هدست را به‌صورت مستقیم به کارت گرافیک متصل کرده و از کابل‌های اضافی پرهیز کرد. که شرکت‌هایی همچوناکولوس، والو و مایکروسافت از استاندارد جدید پشتیبانی کرده و به‌زودی محصولاتی بر اساس آن عرضه خواهند کرد.