NVIDIA Quadro

Quadro（クアドロ）は、NVIDIA社のグラフィックスアクセラレータ (GPU) の製品群のひとつである。
概要.
3DCADによる設計、3DCGのモデリング、医療イメージングなどの業務用グラフィック作業向けに設計されており、OpenGLに最適化されている 。そのため、3Dゲームアプリケーション向けのMicrosoft DirectX (Direct3D) に最適化されたGeForceシリーズと対比される。
ハード面では、部品の品質を高め保守期間も長くしているなど、価格よりも信頼性を重視している。上位製品はECC対応メモリを搭載するものもある。発売されている製品は、NVIDIA社が製造した「リファレンスボード」と呼ばれるものに限られている。またQuadroを搭載したグラフィックボードと組み合わせて使うオプションボードも存在する。GeForceシリーズ同様、上位モデルではSLIに対応する。
HDMI出力端子は搭載せず、DisplayPort出力端子を搭載し、DisplayPortを使用した10ビット表示（RGB合計30ビット、約10億色）に対応している。また、NVIDIA Mosaicテクノロジーにより、最大8画面を1つの広大なデスクトップ画面として扱うことが可能で、3840×2160ドット対応ディスプレーを4台接続した場合、7680×4320ドットや15360×2160ドットといった超高解像度デスクトップを実現できる。
ワークステーションのメーカーでは、安定性や保守期間を理由に3DのCADやCG作業にはQuadroを推奨している。また、現在のCADのベンダーはソフトウェア専業が多く、動作保証はハードウェアベンダーとのアライアンスに基づく。ハードウェアベンダーの意向を踏襲する形でQuadroでの動作を保証するが、GeForceでは動作を保証しない傾向が強い。
グラフィック作業向けとして設計されたワークステーションは、グラフィックボードにQuadro、プロセッサにXeon、大容量のECC対応メモリ、高出力で安定した80 PLUS認証電源装置などを採用するため、GeForceを搭載した一般向けのPCと比較して高価となる。
主な競合製品として、AMD社のAMD FireProがある 。
APIのサポート.
G80コアすなわちDirectX 10世代の統合型シェーダーアーキテクチャを採用した製品以降はCUDAのほか、OpenCLやDirectComputeといったGPGPU APIにも対応している。また非公式ながら、NVIDIA PhysX System Softwareをインストールすることにより、物理演算ライブラリPhysXのハードウェアアクセラレーションにも対応する。
OpenGLに関しては、Keplerアーキテクチャ以降でOpenGL 4.6に正式対応している。FermiアーキテクチャではOpenGL 4.5までの対応となる。
OpenCLに関しては、Maxwellアーキテクチャ以降のWindows 10の465.89ドライバー以降でOpenCL 3.0に対応している。それ以前のKeplerアーキテクチャまたはWindows 7から8.1までは353.06ドライバー以降でOpenCL 1.2まで、それ以前のG80からFermiアーキテクチャまではOpenCL 1.1までの対応となる。また、Windows Server 2012 R2以降のR470ブランチ以降でOpenCL 3.0に対応している。
Windows 10に搭載されるDirectX 12に関しては、Keplerアーキテクチャ以降においてAPIレベルでサポートされる。機能レベル (Feature Level) に関しては、Maxwell第2世代以降でFeature Level 12_0および12_1をフルサポートし、DirectX 11.1、11.2、11.3もフルサポートすることになるが、それ以前のFermiアーキテクチャからMaxwell第1世代でフルサポートが保証されるのはFeature Level 11_0すなわちDirectX 11.0までの機能となる。詳しくはおよびを参照のこと。
Vulkanに関しては、Maxwellアーキテクチャ以降でVulkan 1.3に、KeplerアーキテクチャはVulkan 1.2に対応している。
ドライバーのサポート.
(1) Teslaアーキテクチャ（FXシリーズのG8xベース以降とQuadro 400）に対しては、2016年12月14日付の342.01ドライバーを最後にサポートが終了している。<br>
(2) Fermiアーキテクチャに対しては、2018年1月18日付の377.83ドライバーを最後にサポートが終了していて、DirectX 12、OpenGL 4.6はサポートされない。<br>
(3) KeplerアーキテクチャのノートPC向け製品に対しては、下表を参照。<br>
(4) KeplerアーキテクチャのデスクトップPC向け製品に対しては、R470ブランチを最後に2023年1月までのサポートとなる。<br>
(5) 32bit版のWindows（Windows 7、Windows 8、Windows 8.1、Windows 10）に対しては、2019年2月22日付の392.37ドライバーを最後にサポートが終了していて、後発のVoltaアーキテクチャ以降に対しては、ドライバーは提供されない。<br>
(6) 64bit版のWindows 7、Windows 8、Windows 8.1、及びWindows Server 2008 R2、Windows Server 2012に対しては、2019年12月10日付の441.66ドライバーを最後にサポートが終了していて、後発のNVIDIA Tシリーズ以降とNVIDIA RTX Aシリーズ以降に対しては、ドライバーは提供されない。<br>
(7) Windows Server 2012 R2、Windows Server 2016に対しては、R470ブランチが最後となっている。
OpenGLへの最適化.
ドライバーソフトウェアも（OpenGL APIが利用されることの多い）Adobe Photoshop、Autodesk 3ds Max及びMaya、SolidWorksといったプロフェッショナル向け・業務用途の画像処理ソフトウェア、統合型3DCGソフトウェアやCADソフトウェアに最適化されたものが提供されており、高負荷時のハンドリング性を向上するなど、運用時の安定性を確保できるようになっている。
プロフェッショナル向けの画像処理ソフトウェアやCADソフトウェア、3DCGソフトウェアにおける各種認証を取得している 。
Quadro Plex.
通常のグラフィックスボード製品とは異なり、独立した筐体に電源および2枚のグラフィックスボードや冷却ファンを内蔵する製品で、PCI Expressに対応したインターフェースボードをホスト側に導入することで利用する。
ラックマウントで利用することもできる。
Quadro FXシリーズ.
型式.
型式はGeForceシリーズとは異なり、OpenGLのパフォーマンスが高いほど大きな数値となっている。
型式末尾"G"はGenLock対応、"SDI"はSDI出力対応を示す。
例として、「Quadro FX 4700 X2」は「ハイクラス」の「上位」レンジの「2コア」グラフィックボードとなる。
また、「Quadro FX 4600」は「Quadro FX 4700 X2」の1世代前と見ることができる。しかし、この数値は近い世代間なら比較できるが、かけ離れた世代間では数値上の逆転が起こることもある。
Quadroシリーズ／NVIDIA Tシリーズ.
型式.
世代＋モデルの組み合わせで表現される。
Fermiアーキテクチャ.
OpenGL 4.5、DirectX 11に対応。上位のGF100コア,GF110コア採用の製品では、倍精度浮動小数点の演算性能が大幅に向上している。<br>
UEFIには非対応。保証外となるが、BIOSアップデートでUEFIに対応する。
Keplerアーキテクチャ.
NVIDIAはKeplerアーキテクチャをCUDAの転換点と位置付けており、電力あたりの性能（ワットパフォーマンス）に重きを置いた設計をおこなっている。<br>
KeplerアーキテクチャではTesla - Fermi世代で採用されたシェーダクロック倍速機能を廃止。FermiアーキテクチャではGF100コアとGF110コアで32基、その他のコアで48基のCUDAコアでSM(Streaming Multiprocessor)構成していたのに対し、Keplerアーキテクチャでは192基のCUDAコアでSMX(Streaming Multiprocessor eXtreme)を構成し、SMを構成するCUDA Coreの数を大幅に増やした。<br>
またFermiプロッセッサに比べパイプラインの段数が大幅に減少しており、プロッセッサ内でハードウェア処理されていたスケジューリングの大半がソフトウェア処理に回った。パイプラインが浅くなったことによりラッチ回路が減少し消費電力を大幅に押し下げる結果となった。<br>
DisplayPort 1.2出力端子を搭載し、4Kモニタの60Hz表示に対応する。アナログ映像信号出力はDVI-Iの1系統のみとなった。<br>
このシリーズよりUEFIに正式対応した。
Maxwell第1アーキテクチャ.
Keplerアーキテクチャでは192基のCUDAコアでSMXを構成していたのに対し、Maxwellアーキテクチャでは128基のCUDAコアでSMM (Maxwell Streaming Multiprocessor) を構成。128基のCUDAコアを4つのプロセシングブロックに分割し、32個のCUDAコア毎にシンプルな制御ロジックを配置、L2キャッシュを大幅に増加させたことで、コア当たりのパフォーマンスが35%向上、電力効率は2倍になったという 。
Pascalアーキテクチャ.
Pascalアーキテクチャでは、16 nmプロセスや14 nmプロセスの採用によって、消費電力の増加を抑えながらコアクロックが大幅に引き上げられた。また、上位モデルでは、新たなメモリ規格のGDDR5Xメモリの採用により、メモリ帯域が向上している。<br>
DisplayPort 1.4の最新のインターフェイスに対応。アナログ映像信号出力は廃止された。<br>
2018年6月4日、PascalおよびMaxwell世代のGPUとDisplayPort 1.3または1.4対応のモニタを接続した時に不具合が発生することがあり、ファームウェアのアップデートが必要となる場合があると発表された。
Quadro RTX/NVIDIA RTXシリーズ.
RTXシリーズは、SM内部にTensorコアとRay Tracingコア (RTコア) と呼ばれる新しい演算器が追加されており、ディープラーニングの高速化およびリアルタイムレイトレーシングのハードウェアアクセラレーションを実現している。また、新たなメモリ規格のGDDR6メモリの採用により、メモリ帯域が向上している。NVLinkの接続には2つの同じGPUが必要。