GPUレンダリングとは何ですか?
GPU レンダリングを使用すると、レンダリングに CPU の代わりにグラフィック カードを使用できます。大まかに言うと、GPU レンダリングにより、多くの並列操作を同時に実行できます。最新の GPU は大量のデータを計算するように設計されているため、これにより実行速度が向上します。高速レンダリングにより、GPU はリアルタイムでグラフィックスを処理できます。ただし、この場合、表示とレンダリングに同じグラフィックス カードを使用する場合、メモリとインタラクションの問題が制限されるため、多くのコンポーネントを含む体積的に詳細な複雑なシーンのレンダリングはあまり適切ではありません。
プロセッサーでは、プロセスを並列処理するときにパフォーマンス レベルを線形に拡張することはできませんが、より多くの異なる種類のタスクを実行できます。このソリューションを使用すると、最も詳細な結果を取得できます。
GPU アクセラレーション レンダリングは、GPU アクセラレーション分析、3D モデル グラフィックス、ゲームのニューログラフィックス処理、仮想現実、人工知能イノベーション、建築、アニメーション、映画などの業界におけるフォトリアリスティック レンダリングなど、さまざまなアプリケーションで高い需要があります。そしてプロダクトデザイン。近年、GPU は利用可能な専用ソフトウェア上でレンダリングするように設計されています。
現在では、たとえば、NVIDIA の IRay、Chaos Group の VRay RT、Otoy の OctaneRender、MAXON の Redshift などが挙げられます。Quadro Nvidia および AMD FirePro シリーズ カードは、専用ソフトウェアとコンピュータ グラフィックス分野の主要な開発者との提携により、高性能を実現するために最適化されています。
では、レンダリングには GPU が必要なのでしょうか? その答えは、GPU は画像レンダリングを高速化し、最終品質を向上させるだけでなく、3D レンダリングにとっても重要であるということです。もちろん、多くのプログラム (Blender Cycles、Maya、Arnold、Cinema4D など) は GPU がなくてもレンダリングできますが、できるだけ多くのコアを備えたプロセッサが必要になります。これは複雑で、かなりの費用がかかる場合があります。GPU は、最大速度でのリアルタイム レンダリングを使用することで、この問題を解決します。
グラフィックス カードは何をレンダリングする必要がありますか?
グラフィックス レンダリングでは、ビデオ編集よりもビデオ カードに高いパフォーマンスが要求されます。まず、最大数の CUDA コアとより多くのビデオ メモリが必要です。同時に、3D シーンがカードの合計ビデオ メモリ (VRAM) 内に収まる限り、カードのパフォーマンスを最大限に活用できます。実際には、これは、数百万のポリゴン、表示要素、または大きなテクスチャを含む複雑なシーンがある場合、少数のオブジェクトのみを含む比較的単純なシーンよりも多くのメモリが必要になることを意味します。
CUDA コンピューティング コアは、Nvidia のグラフィック カードに含まれています。CUDA テクノロジーは Nvidia 製品に固有のものです。これらのコアはグラフィックス計算専用であるだけでなく、必要に応じてさまざまなタスクを処理できるグラフィックス カードの純粋で多用途な機能です。
3D グラフィックス レンダリング ソフトウェアの大部分は、CUDA コアを最も効率的に使用できるように最適化されているため、グラフィックス カード内の CUDA コアの数が多いほど、モデルやビデオなどのレンダリングが高速になります。
最も人気のある GPU レンダリング エンジンである Octane と Redshift は通常、CUDA テクノロジに基づいて構築されています。つまり、これらは通常、Nvidia グラフィック カードのみを持っている場合にのみ機能します。これらのレンダリング プログラムでは、グラフィック カード上の CUDA コアの数に応じてレンダリング速度が直線的に増加します。一部のプログラム (After Effects や Premiere Pro など) は Nvidia と AMD の両方のグラフィックス カードをサポートしていますが、ほとんどの場合、Nvidia の方が高速に実行されます。
Nvidia の RTX シリーズのグラフィック カードには、8 ～ 11 GB の十分な量の VRAM が搭載されていますが、さらに多くの VRAM が必要な場合は、最大 48 GB の VRAM を搭載した RTX Quadro を検討してください。
GPU レンダリングのローカル構成で十分です。追加のハードウェアを購入したくない場合や、プロジェクトのレンダリングが緊急である場合は、Xuanyun Cloud Renderingを使用できます。ニーズに応じて適切なプロジェクトを選択できます。バッチでレンダリングできます。 GPU および CPU レンダリングをサポートしています。オンラインでレンダリングできます。高速かつ効率的です。ローカル コンピュータが他の作業を行うのを遅らせる必要はありません。何千ものレンダリング デバイスから選択できます。
Render Cloud がサポートするソフトウェアには、D5、Unreal Engine、3ds Max、Maya、C4D、Houdini、Clarisse、keyshot、katana、Blender、NUKE、VRAY Standalone、Vred、AE レンダリングなどが含まれており、基本的にあらゆるタイプの CG スタッフをカバーしています。従来のソフトウェアは、さまざまなユーザーの差別化されたソフトウェア ニーズを満たすために引き続き追加されています。
さらに、ローカルの通常のコンピュータがZanqi Cloud ワークステーションに接続され、数秒でスーパーコンピュータになります。ニーズに応じて適切な構成を選択することで、レンダリング速度が向上するだけでなく、ソフトウェアの制作速度と実行速度も向上します。
- モバイル オフィス: 仮想化テクノロジー、インテリジェントなモバイル オフィス、いつでもどこでもデータにアクセス、効率的で便利
- 一元化された運用とメンテナンス: Zanqi Cloud Workstation には、ワンクリックで環境を導入できる機能があり、多くのスタッフのソフトウェアのインストール時間を節約し、作業効率を向上させることができます。
- 最上位の構成: Zanqi クラウド ワークステーション モデルは、業界をリードする構成を維持し、ソフトウェアを迅速に展開し、プロジェクトのコンピューティング能力のニーズを満たす効率的な計算を実行します。
- データ セキュリティ: 一元化されたデータ ストレージ モデルと統合されたデータ バックアップ メカニズムにより、あらゆる面でデータ ストレージのセキュリティが確保されます。
- エラスティック アセット: ホット データとコールド データは別々に保存され、完了したプロジェクト リソースはコールド ストレージにバックアップされ、ローカル スペースは現在進行中のプロジェクト用に解放されます。
- 柔軟な支払い: マシンはオンデマンドですぐに使用できるため、マシン購入の投資コストが削減されます。
CPU レンダリングと GPU レンダリングの違い
スピード
CPU と GPU のレンダリングを比較するときに最初に考慮すべき最も明白な要素は速度です。CPU には限られた数のプロセッサ コア (平均約 24) が搭載されているため、逐次計算を実行し、プロセスを効率的に逐次実行できますが、GPU には通常のコンピュータ プロセッサよりもコアの数が少ないため、複数のプロセッサを同時に実行できます。スピードを上げるためのタスク。
最高の GPU を使用すると、レンダリング時間が数分に短縮され、イメージング プロセスが簡素化されます。この要素は、ビデオ ゲームなどのリアルタイム レンダリングが必要な分野でも重要です。ワークフローで速度が優先される場合は、GPU ベースのレンダリングが最適なソリューションです。
レンダリングメカニズム
CPU レンダリングと GPU レンダリングのどちらを選択するかを選択する際のもう 1 つの重要な要素です。多くのレンダリング エンジンは CPU または GPU 上でのみ実行されます。したがって、レンダリング エンジンは、コンピュータ上で実行できるソフトウェアも決定します。
Arnold、Corona、3Delight などのレンダリング エンジンは CPU 上で実行され、わずかに優れた結果を生成します。同時に、Blender Cycles、Octane、Redshift などのレンダリング ツールが GPU 用に最適化されています。
料金
GPU は強力な CPU よりもはるかに安価です。RTX 3090 のような優れた GPU の価格は約 1,500 ドルですが、Threadripper 3990x のような強力な CPU の価格は最大 5,000 ドルです。
GPU は、アップグレードや拡張に関しても利点をもたらします。別の GPU を既存のシステムに接続するだけです。CPU を拡張してパワーアップしたい場合は、CPU 自体のコストに加えて、関連するすべてのハードウェア (マザーボード、電源など) のアップグレードに投資する必要があります。とはいえ、GPU を使用すると、ハードウェア コストを大幅に削減でき、複数の PC やサーバーを必要とせずにプロ品質の作品を作成できます。ビデオ カードを備えた小型ワークステーションからすべてを数分で実行できます。
グラフィックスの品質と忠実度
前述したように、CPU は GPU よりもコアの数が少ないですが、より多用途であり、複雑な命令セットを実行するように設計されています。これにより、CPU は最小限の労力でほぼすべてのアルゴリズムを実行できるようになり、より高品質の結果が得られます。多くの人は、GPU は CPU の品質に匹敵するものではないと信じています。さらに、場合によっては、GPU レンダリングにさらに多くのノイズが含まれる場合があります。
一般に、画像のレンダリングには数時間 (場合によっては数日) かかることがありますが、従来の CPU ベースのレンダリングの方が、より良い画像品質と、より鮮明でノイズの少ないレンダリングが得られる可能性が高くなります。ただし、残念ながら、CPU の能力が十分でない場合、結果の品質は低くなります。
リアルタイムの視覚化
視覚効果、グラフィック デザイン、アニメーションなどの特定のワークフローでは、シーンのセットアップや照明の制御にかなりの時間がかかりますが、これらの作業はソフトウェアのビューポートで行われることがよくあります。GPU はスタジオ ソフトウェアでビューポートのパフォーマンスを制御できるため、3D モデル、ライト、および 3D プロジェクションのリアルタイム表示と操作が可能になります。
一部の GPU 専用レンダリング ソフトウェアでは、リアルタイム レンダリングを有効にしてビューポート内で完全に作業できるため、結果が向上し、他のプログラムでレンダリングするときに発生する可能性のあるエラーを最小限に抑えることができます。
メモリ
CPU でのレンダリングはコンピュータの RAM にアクセスします。これにより、いつでも拡張できる大量のメモリの使用が可能になります。この場合、CPU は、多くのオブジェクトと詳細を含む複雑なシーンに大量のデータを表示します。
GPU はオンボード ビデオ メモリ (VRAM) に限定されます。最新の Nvidia 3090 には 24 GB のビデオ メモリしか搭載されておらず、ほとんどのユーザーにとっては十分な容量ですが、多くの要素を含む複雑なシーンでは、これがボトルネックになります。
複雑なシナリオを実行する
プロセッサは複数のタスクを実行するように設計されており、言い換えれば多機能です。これは、シナリオ タイプが一貫していないか、同時に処理できないほど大きすぎるワークロードに役立ちます。
グラフィック プロセッサのハードウェア機能は限られています。これらは、通常は同じタスクを複数回実行する目的のために設計されています。さらに、RAM の制限と低速コアの組み合わせにより、さまざまなシーンを効率的にレンダリングする能力が制限されます。
GPUレンダリングの方が優れているのでしょうか？
品質を優先し、多額の設備予算があり、高品質の結果を待つ時間がある場合は、CPU レンダリングが最適です。高品質の結果が得られるだけでなく、複雑なシナリオを簡単に処理でき、市場での競争力を獲得できます。
ただし、ワークフローに速度、複雑さの軽減、一貫性が必要な場合は、レンダリングに GPU を使用することを選択してください。ハードウェア コストの削減に加えて、ワークフローの品質も CPU でのレンダリングと同等になります。また、初心者にとっては、グラフィック カードでのレンダリングの方が優れています。
GPU は置き換えるものではなく、既存のプラクティスとワークフローを加速および最適化し、パフォーマンスを最大化し、アプリケーションでリソースを大量に消費するコンピューティングを補うことを目的としていることに注意してください。CPU ベースのレンダリングの利点は、GPU ベースのレンダリングと比較すると薄いように思えるかもしれませんが、最終的にはユーザーまたはスタジオのニーズによって異なります。さらに、これらのツールを組み合わせて使用すると、作業やプレゼンテーションにさらなる利点がもたらされ、作品を迅速に実現するコンピューターの能力が大幅に向上します。
レンダリング用の GPU を選択する際の考慮事項
2023 年の GPU リストについて説明する前に、レンダリングに最適なグラフィックス カードを選択する際に考慮すべき主な基準を見てみましょう。
- カードはどのラインに属していますか。ビデオやグラフィックを処理するには、専用のチップが必要です。これらは NVIDIA と AMD によって製造されています。この場合、NVIDIA が第一の選択肢となります。これらのカードは CUDA コアをサポートし、最新のグラフィックス プログラムにうまく統合できるからです。
- メモリータイプ。ビデオおよびグラフィックス処理タスクを効率的に実行するには、GDDR5 以上のメモリ タイプが必要です。古いメモリ規格では、必要な速度が提供されません。
- ECCをサポートするかどうか。エラー訂正コードがサポートされていれば、これは大きな利点になります。負荷が高い場合、クラッシュを引き起こす可能性のあるバグが時折発生します。ECC を備えたメモリはこれらの問題を回避します。これは、大量のデータを処理する場合に特に重要です。
- CUDA コアの数。3D グラフィックスを使用する場合、これは重要です。CUDA コアの数が多いほど、レンダリングが速くなります。
3D レンダリングに最適なグラフィックス カードの推奨事項
Nvidia Quadro RTX 8000
Nvidia Quadro RTX 8000 は、プロフェッショナル ワークフロー向けの世界で最も強力なグラフィックス カードとみなされています。NVIDIA はグラフィックス カードの Quadro という名前をやめましたが、Quadro ブランドに関連付けられたパフォーマンスと効率はカード シリーズにそのまま残っています。Nvidia Quadro RTX 8000 は、今年も 3D レンダリングとモデリングに最適なプロフェッショナル グラフィックス カードの 1 つです。Quadro RTX 8000 は、レイ トレーシング、ディープ ラーニング、高度なシェーディングのための最新のハードウェア アクセラレーションを提供します。
Quadro RTX 8000 は、物理的に正確な影、反射、屈折を使用して複雑なモデルやシーンをレンダリングできるため、ユーザーに即座に洞察を提供できます。48GB の高速 GDDR6 メモリと NVIDIA NVLink により、パフォーマンスと拡張性が簡単に向上します。さまざまな業界のデザイナーやアーティストが、最大かつ最も複雑なレイ トレーシング、ディープ ラーニング、ビジュアル コンピューティングのワークロードに取り組む際に、可能なことの限界を押し広げることができるようになりました。Quadro RTX 8000 の新しい VirtualLink3 ポートにより、次世代の高解像度 VR ディスプレイに簡単に接続できます。Nvidia Quadro RTX 8000 を使用すると、CUDA および OpenCL アプリケーションを次のレベルに引き上げる強力なレンダリング機能と 3D モデリング機能が得られ、他のグラフィックス カードは比較的弱いままになります。
Nvidia Quadro RTX A6000
NVIDIA の A6000 は、3D レンダリングおよびモデリングのプロフェッショナル向けに設計されており、レンダリング アプリケーションに関する広範なプロフェッショナル認定が付属しています。NVIDIA GPU は 10,752 個の CUDA コア、84 個の次世代 RT コア、48GB GDDR6 ビデオ メモリを備え、PCI Express 4.0 x16 インターフェイスをサポートします。NVIDIA カードは、RTX 6000 GPU のメモリを 2 倍の 48 GB GDDR6 に増やし、より大規模で複雑な 3D モデリング データ セットを処理できるようにします。予算に関係なく、48 GB 以上のメモリが必要な専門家は、NVIDIA NVLink 経由で 2 枚の A6000 カードをインストールして、合計 96 GB の DDR6 ビデオ メモリを搭載できます。このカードは PCI Express Gen 4 もサポートしており、PCIe Gen 3 のスループットとメモリ転送が向上します。カードの最大消費電力は 300W です。
Nvidia GeForce RTX 3090
TITAN レベルのパフォーマンスでレンダリングするための非常に強力な GPU。その中核となるのは第 2 世代の NVIDIA RTX アーキテクチャ Ampere で、強化されたレイ トレーシング (RT) コア、テンソル コア、新しいストリーミング マルチプロセッサーにより、レイ トレーシングと人工知能テクノロジーのパフォーマンスが 2 倍になります。このカードには、24 GB の優れた G6X ビデオ メモリも搭載されており、優れたグラフィックス パフォーマンスを提供するように設計されています。専用ドライバーと独自のツールを備えた NVIDIA Studio プラットフォームを使用して、一般的なグラフィック アプリケーションを高速化し、新しい人工知能機能を探索します。ビデオ編集や 3D (最大 8K) の高品質ストリーミングに優れたパフォーマンスを発揮します。
このレンダリング用グラフィックス カードは、強力かつ大規模な冷却システムを備えており、最高品質の設定と RT を使用して 4K 解像度でゲームを計画しているユーザー向けに設計されています。最大拡張は7680×4320です。 もう 1 つのモデルであるNVIDIA RTX 3090 TI が 、Blender に最適な GPU であると考えられていること
に注目してください 。したがって、このプログラムの使用に慣れている場合は、RTX 3090 TI が最適なソリューションになります。
Nvidia Quadro RTX 4000
NVIDIA Quadro シリーズのもう 1 つのカードは、GPU でのプロフェッショナルな 3D レンダリングに注目に値します。これは、手頃な価格でデザイン アプリケーションで優れたパフォーマンスを発揮する、当社推奨のワークステーション クラスのグラフィックス カードです。洗練されたシングルスロット設計を採用しているため、小型のシャーシに適合し、大型の GeForce カードよりも消費電力が少なくなります。特に、OpenCL および Cuda アプリケーションは新しい Turing アーキテクチャを最大限に活用しており、リアルタイム レイ トレーシングがその重要な機能の 1 つであることを意味します。
Quadro 4000 はクリエイティブな作業向けに最適化されているため、AutoCAD や Solidworks などの CAD アプリケーションを使用すると、そのソフトウェアのプラグインやフィルターが大幅に高速化され、ビューポイントやアニメーションなどの領域のパフォーマンスが向上することに気づくでしょう。この 3D レンダリング GPU のコア周波数は 1005 MHz ですが、重い処理ワークロードを負荷すると、クロック速度が 1545 MHz まで上昇することがあります。Quadro RTX 4000 は、必要なファイルをすばやく保存するのに十分な 8 GB のビデオ メモリ容量を提供します。さらに、RTX 4000 には、高速レンダリングのための 2304 個の CUDA コア、288 個の Tensor コア、36 個の RT コアも搭載されています。RT コアは、光と音が 3 次元環境でどのように移動するかの計算を最大 10 g 線/秒の速度で高速化します。
Nvidia GeForce RTX 3060 TI
最大 2k のモニターでのゲームや 3D モデリングに最適です。この手頃な価格で、このカードの速さに驚くでしょう。RTX 3060 Ti が少し劣るのは、4K モニターです。安定したフレーム レートを得るには、一部の設定を下げる必要がある場合があります。このGPUは4Kをサポートしていません。
RT が有効になっていない場合、GeForce RTX 3060 Ti は、多くのゲームで最大グラフィックス設定で快適な 2.5K 解像度 (2560×1440/2560×1600) を提供します (一部のゲームでは 4K 解像度に切り替えることができますが、一部のゲームでは代わりに、ゲームの品質を下げるか、DLSS/FSR サポートを有効にする必要があります)。8GBのメモリは長時間使用するのに十分なはずです。もちろん、レイ トレーシングに関する限り、GeForce RTX 3060 Ti は、対応するゲームで RT サポートと DLSS を組み合わせることで得られるすべての利点を実現します。同じ 2.5K 解像度の場合、RT+DLSS をオンにした場合のパフォーマンスは十分です。
一般的なレンダリングに最適なグラフィックス カードの上記の利点に加えて、比較的コンパクトな寸法 (247 × 120 × 40 mm) の Palit カードを追加できるため、最もノイズの多い CO の代わりに小規模な状況で使用できます ( 34 dBA を下回ることはなくなり、クーラーを使用した場合のグラフィックス コアの温度は 70°C を超えなくなります。
GPU レンダリングは徐々に広く使用されるようになり、多くの分野で需要が高まっており、従来の CPU ベースのレンダリング システムの代替として使用されています。その大きな可能性を考慮して、Autodesk Arnold は GPU レンダリング エンジンを発売しました。AMD や Nvidia などの企業も、GPU の新しいモデルを開発および改良し、この分野で激しく競争しています。GPU のアップグレードが容易になるため、世代が新しくなるたびにレンダリング パフォーマンスが向上することが期待できます。ただし、それでも CPU を使用することを好み、レンダリングに最適な CPU を探している場合は、ビデオ編集に応じて AMD Ryzen 7 2700X または Intel Core i9 12900K に重点を置くことをお勧めします。
3D レンダリングに最適なグラフィックス カードを選択するときは、コアの数、ビデオ メモリ、サポートされる最大解像度など、いくつかの基本的な事実を考慮する必要があります。