在很多制造企業(yè)存在這樣一種情況：產(chǎn)品設(shè)計所使用的平臺并不是專業(yè)級的圖形工作站，而是高性能PC與專業(yè)級圖形顯卡的搭配組合。這樣一種方式能降低硬件的采購成本，但也會讓企業(yè)面臨一些新問題，比如兼容性和穩(wěn)定性不如圖形工作站可靠等。為幫助企業(yè)更好的實現(xiàn)這一搭配，本文將就如何進行專業(yè)圖形顯卡的選型，以及保證顯卡與PC之間不出現(xiàn)性能上的瓶頸進行探討。

　　一、專業(yè)圖形顯卡特點

　　一直以來，很多用戶都不大理解專業(yè)圖形顯卡與普通消費級顯卡有什么區(qū)別。為什么即便是入門級專業(yè)圖形顯卡，其價格也要高出普通消費級顯卡很多？其功能到底有什么神奇之處？今天我們就帶著疑問來一窺究竟。 

AMD FirePro系列專業(yè)圖形顯卡

NVIDIA Quadro系列專業(yè)圖形顯卡

　　1、點線硬件抗鋸齒功能

　　在CAD軟件中，模型一般是以精確的數(shù)學(xué)方程進行描述,在顯示的時候則轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的幾何數(shù)據(jù)送入GPU進行顯示的處理。線框模式是CAD的設(shè)計者經(jīng)常使用的一種顯示模式，因為采用線框模式進行顯示可以對特定的線或者面進行準(zhǔn)確地選擇操作，而且設(shè)計者也容易看清整個模型的結(jié)構(gòu)。顯示器必須以像素形式顯示圖形。因此，模型的線框以像素形式近似地顯示就會出現(xiàn)精度降低的問題，表現(xiàn)在屏幕上就是線條和曲面、實體的邊緣線框不光滑，鋸齒現(xiàn)象非常明顯。對于規(guī)模龐大且精細(xì)的CAD線條圖形而言，鋸齒現(xiàn)象對顯示效果的影響是很明顯的，甚至?xí)��?dǎo)致看不清具體的結(jié)構(gòu)。專業(yè)圖形顯卡對線框的顯示具備矢量點線硬件抗鋸齒功能，在數(shù)據(jù)量大幅度增加的情況下，減輕甚至消除了鋸齒問題，從而提高了圖形的顯示質(zhì)量。

　　2、OpenGL硬件邏輯操作

　　CAD圖形設(shè)計過程是人機交互的過程，設(shè)計人員經(jīng)常需要對三維圖形中特定的點、線、面進行拾取，以執(zhí)行特定的操作。比較典型的操作過程是：選取操作對象，旋轉(zhuǎn)、局部放大或平移，執(zhí)行后續(xù)操作，這一過程完全是用戶和計算機圖形的精確交互。被拾取的部分圖形必須準(zhǔn)確地得到突出顯示，如變成不同的顏色或變得具有透視效果，這種圖形的交互式邏輯操作需要顯卡的硬件支持，

　　而這就是專業(yè)圖形顯卡的OpenGL硬件邏輯操作功能，而這一功能需要顯卡硬件對OpenGL的完美支持。對于消費級顯卡的用戶而言，在3D視頻、3D游戲等過程中并不需要精確的圖形交互（在三維圖形環(huán)境下的直接、頻繁交互），因此，這種矢量圖形的硬件邏輯操作也是消費級顯卡所不提供的。

　　3、重疊圖形處理

　　正如上文所述，CAD圖形交互過程中，用戶需要不斷與軟件系統(tǒng)進行對話，將設(shè)計參數(shù)、功能參數(shù)等數(shù)據(jù)提供給計算機，計算機也要將處理結(jié)果反饋給用戶，因此，在三維圖形界面下必須不斷彈出交互窗口，這些窗口往往與三維模型的場景重疊。你是否想過：重疊部分的三維模型不用顯示，這部分?jǐn)?shù)據(jù)如何處理？當(dāng)用戶移走上層窗口，被遮擋部分的模型能否及時地復(fù)現(xiàn)在顯示屏上？新近被遮擋的模型能否及時地被移過來的窗口所覆蓋？這些問題是計算機交互式圖形處理系統(tǒng)所必須考慮到的，而專業(yè)圖形顯卡通過硬件楨緩存的形式智能地執(zhí)行這些操作，被遮擋的像素數(shù)據(jù)將進入硬件緩存，當(dāng)窗口移走，再從緩存中回讀像素數(shù)據(jù)，復(fù)現(xiàn)在屏幕上，對于CAD軟件中的重疊圖形處理非常有效。而消費級顯卡對此的支持則非常有限，要通過軟件系統(tǒng)進行額外的運算來完成。

　　4、硬件加速的圖形剖切

　　三維設(shè)計軟件的顯著優(yōu)勢就是直觀以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的可見性好，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的三維實體我們經(jīng)常需要進行剖切操作，以“窺視”產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或部件之間的連接關(guān)系，而且剖面也是工程圖形語言中必不可少的表述方式之一。專業(yè)圖形顯卡的硬件架構(gòu)能對剖切操作進行加速，提高操作效率，改善應(yīng)用體驗。這種硬件加速越是面對復(fù)雜的模型就越能體現(xiàn)其優(yōu)勢，讓操作者領(lǐng)略“庖丁解牛”般的體驗。而3D游戲基本上是不會用到剖切操作的，用戶在三維游戲中看到栩栩如生的“魔獸”，只會感到緊張和刺激，而絕不會關(guān)心“魔獸”的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此，面向消費娛樂群體的普通顯卡就沒必要去支持硬件級別的圖形剖切加速。

　　5、動態(tài)顯存管理和UMA

　　專業(yè)圖形顯卡具備更為科學(xué)的顯存管理機制，當(dāng)進行大型CAD圖形設(shè)計時，顯卡會智能地分配管理顯存，首先保證CAD軟件需要，其次保證當(dāng)前模型、視圖的需要，以保證正在進行的工作流暢運行。而消費級顯卡基本不涉及這個問題，因此也不提供類似的顯存管理功能。這種功能差異的結(jié)果是，使用消費級顯卡在運行大型三維圖形設(shè)計時，相同大小顯存的實際效果相差巨大，且同時運行多個模型時消費級顯卡的運行效率大幅度降低，而專業(yè)圖形顯卡支持UMA（統(tǒng)一顯存構(gòu)架）技術(shù)，將禎、材質(zhì)和矢量數(shù)據(jù)統(tǒng)一存放在顯存中，并根據(jù)應(yīng)用需要動態(tài)調(diào)整資源，提高了數(shù)據(jù)傳輸和顯存利用的效率，對進行復(fù)雜外觀和場景設(shè)計的CAD、DCC用戶而言，UMA所帶來的效果非常明顯。

　　6、雙面光源處理

　　在計算機中顯示三維模型需要通過三角形或多邊性的面片，這些面片組成了多姿多彩的三維世界。而為了得到真實感強的三維模型，必須考慮光源問題，必須通過計算機模擬自然界光源的反射、散射等效果。專業(yè)圖形顯卡支持雙面光源處理，保證了當(dāng)CAD用戶旋轉(zhuǎn)不封閉曲面，或剖切封閉的空間時，三維模型的另一面或內(nèi)表面同樣得到很好的光源處理，從而得到內(nèi)外兼具真實感的完整三維模型。消費級顯卡用戶并不需要雙面光源處理，因為在游戲場景中的三維物體僅僅需要處理對外顯示的面，而物體的內(nèi)側(cè)不需要顯示，因而不需要額外花費資源進行處理。

　　7、專業(yè)軟件認(rèn)證和優(yōu)化

　　為了保證在各種CAD/DCC專業(yè)軟件中獲得最佳表現(xiàn)，專業(yè)圖形顯卡都額外進行一項工作：專業(yè)軟件認(rèn)證。NVIDIA、AMD都通過與包括Autodesk、PTC、DASSAULT SYSTEMES、Solidworks、Simense PLM等主流廠商合作，在專業(yè)圖形顯卡的設(shè)計、檢測階段保證其在專業(yè)軟件中應(yīng)具有的良好、穩(wěn)定表現(xiàn)。在專業(yè)圖形顯卡的驅(qū)動程序中，專門針對不同的專業(yè)應(yīng)用進行了優(yōu)化調(diào)整，用戶選擇相應(yīng)的優(yōu)化方案后效能可以得到不同程度的改善。而這些工作是不會在消費級顯卡系列上進行的，理由很簡單，成本會大幅度提升，而且游戲娛樂用戶也不需要。

　　二、專業(yè)圖形顯卡選型

　　前面談到了專業(yè)圖形顯卡的優(yōu)勢，下面我們就如何進行專業(yè)圖形顯卡的選型展開探討。在決定選擇一款專業(yè)圖形顯卡之前，我們先要評估用途。比如是用來做什么設(shè)計？是ＣＡＤ設(shè)計還是ＣＡＥ分析？是產(chǎn)品設(shè)計還是加工類軟件？通常的模型大�。恳约耙�搭配的ＰＣ性能等。特別對于最后一點，一定要多加注意，如果將一款性能高的專業(yè)圖形顯卡搭配在不能完全發(fā)揮出其性能的PC上，不但會影響使用效果，而且對企業(yè)的資金及資源成本也造成浪費。那么，ＰＣ與專業(yè)圖形顯卡之間應(yīng)該如何搭配才合適？

　　1、PC與顯卡帶寬盡可能一致

　　一般而言，因為GPU與CPU計算架構(gòu)的不同，GPU對圖形數(shù)據(jù)的處理能力要高于CPU，因此，顯卡的數(shù)據(jù)傳輸帶寬要高于主機的總線帶寬，這個時候為保證性能，我們要盡可能的讓PC主板的帶寬接近顯卡帶寬。這也告訴企業(yè)，不是選擇的專業(yè)圖形顯卡性能越強，整機性能就越強，而是必須考慮帶寬因素。

　　2、以應(yīng)用需求為向?qū)?/strong>