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:en:Direct3Dおよび:en:Feature levels in Direct3D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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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 Plex 1000 Model I
 Quadro FX 5500 2基により構成される。Shader Model 3.0をサポート。
 トータルフレームバッファは2 GB (1 GB/GPU) 消費電力は最高480 W
 Quadro Plex 1000 Model II
 Quadro FX 4500 4基により構成される。Shader Model 3.0をサポート。
 トータルフレームバッファは2 GB (512 MB/GPU) 消費電力は最高480 W
 Quadro Plex 1000 Model III
 Quadro FX 5500 2基により構成される。Shader Model 3.0、HD SDIをサポート。
 トータルフレームバッファは2 GB (1 GB/GPU) 消費電力は最高480 W
 Quadro Plex 1000 Model IV
 Quadro FX 5600 2基により構成される。Shader Model 4.0をサポート。
 トータルフレームバッファは3 GB (1.5 GB/GPU) 消費電力は最高480 W
 Quadro Plex 2100 D4
 Quadro FX 4700 4基により構成される。Shader Model 4.0をサポート。
 トータルフレームバッファは4 GB (1 GB/GPU) 消費電力は最高510 W
 Quadro Plex 2100 S4
 Quadro FX 5600 4基により構成される。Shader Model 4.0をサポート。
 トータルフレームバッファは6 GB (1.5 GB/GPU) 消費電力は最高640 W
 Quadro Plex 2200 D2
 Quadro FX 5800 2基により構成される。Shader Model 4.0をサポート。
 トータルフレームバッファは8 GB (4 GB/GPU) 消費電力は最高480 W
 Quadro Plex 2200 S4
 Quadro FX 5800 4基により構成される。Shader Model 4.0をサポート。
 トータルフレームバッファは16 GB (4 GB/GPU) 消費電力は最高600 W
 Quadro Plex 7000
 Quadro 7000 2基により構成される。Shader Model 5.0をサポート。
 トータルフレームバッファは12 GB (6 GB/GPU) 消費電力は最高611 W

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。
 クラス
 ハイクラス 4桁
 ロークラス (エントリークラス) 3桁
 性能指標（上1桁目）
 上位 5,4
 中位 3
 下位 1
 同レンジ世代指標（上2桁目）
 この数字はあくまでも「同レンジ内での世代指標」であり「ここの数字が同じだから同世代」といった見方はできない。
 X2は2コア（2基、2チップ）を指す

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。

NV3xベース 

OpenGL 2.0, DirectX 9.0a, Shader Model 2.0a.

NV30 (GeForce FX 5800) ベース 
 Quadro FX 1000
 コア300 MHz、メモリ128 MB/128bit/600 MHz DDR2。
2系統のDVI-I (シングルリンク)。
消費電力は42 W。

 Quadro FX 2000
 コア400 MHz、メモリ128 MB/128bit/800 MHz DDR2。
 2系統のDVI-I (1系統のみデュアルリンク)。
 消費電力は59 W。2スロット仕様。

NV34 (GeForce FX 5200 Ultra) ベース 
 Quadro FX 500
 コアクロック270 MHz、メモリ128 MB/128 bit/480 MHz DDR。
 DVI-I (シングルリンク) x1,VGA x1。
 消費電力は11.76 W。
 Quadro FX 600 PCI
 コア270 MHz、メモリ128 MB/128 bit/480 MHz DDR。
 2系統のDVI-I (シングルリンク)。

NV35 (GeForce FX 5900) ベース 
 Quadro FX 700
 コア275 MHz、メモリ128 MB/256 bit/550 MHz DDR。
 DVI-I (シングルリンク) x1,VGA x1。

 Quadro FX 3000
 コア400 MHz、メモリ256 MB/256 bit/850 MHz DDR。
 2系統のDVI-I (1系統のみデュアルリンク)。
 消費電力は66.7 W。2スロット仕様。

Quadro FX 3000G
 Frame lockサポート複数画像の同期が必要な用途 (放送スタジオ編集、Autodesk Smoke,プロジェクションマッピング等)
 Genlockサポート(House-Syncシグナルコネクタ)VR,3Dステレオ動画ではGenLockで同期しないとずれる
 OpenGLクワッドバッファステレオ（3pin syncコネクタ）

NV35 (GeForce PCX 5900) ベース 

 Quadro FX 1300
 コア350 MHz、メモリ128 MB/128 bit/500 MHz DDR。
 2系統のDVI-I (シングルリンク)。
 消費電力は55 W。

NV36 (GeForce FX 5700) ベース 
 Quadro FX 1100
コア425 MHz、メモリ128 MB/128bit/650 MHz DDR2。
2系統のDVI-I (シングルリンク)。
消費電力は47.1 W。

NV37 (GeForce PCX 5300) ベース 
 Quadro FX 330
 コア250 MHz、メモリ64 MB/64 bit/400 MHz DDR。
 1系統のDMS-59(2系統のシングルリンクDVI＋2系統のアナログ)。

NV4xベース 

OpenGL 2.1, DirectX 9.0c, ShaderModel 3.0.

NV45 (GeForce 6800 AGP) ベース 
 Quadro FX 3400
 コア350 MHz、メモリ256 MB/256 bit/900 MHz GDDR3。
 2系統のDVI-I (1系統のみデュアルリンク)。
 消費電力は101 W。
 Quadro FX 4400
 コア415 MHz、メモリ512 MB/256 bit/1050 MHz GDDR3。
 2系統のデュアルリンクDVI-I。
 消費電力は83 W。2スロット仕様。
 Quadro FX 4400G
 NVIDIA G-Sync対応。3スロット仕様。

NV40 (GeForce 6800) ベース 

 Quadro FX 4000
 コア375 MHz、メモリ256 MB/256 bit/1000 MHz GDDR3。
 2系統のDVI-I (1系統のみデュアルリンク)。
 消費電力は142 W。
 Quadro FX 4000G
 Quadro FX 4000SDI

NV41 (GeForce 6800) ベース 
 Quadro FX 1400
 コア350 MHz、メモリ128 MB/128 bit/600 MHz DDR。
 2系統のDVI-I (シングルリンク)。
 消費電力は55 W。
 Quadro FX 3450
 コア425 MHz、メモリ256 MB/256 bit/1000 MHz GDDR3。
 2系統のDVI-I (1系統のみデュアルリンク)。
 消費電力は83 W。

NV43 (GeForce 6600) ベース 
 Quadro FX 540
 コア300 MHz、メモリ128 MB/128 bit/500 MHz DDR。
 DVI-I (シングルリンク) x1,VGA x1,HDTV x1。
 消費電力は25 W。
 Quadro FX 550
 コア360 MHz、メモリ128 MB/128 bit/800 MHz GDDR3。
 2系統のDVI-I (シングルリンク)。
 消費電力は30 W。

G7xベース 

OpenGL 2.1, DirectX 9.0c, ShaderModel 3.0.

G70 (GeForce 7800GTX) ベース 
 Quadro FX 4500
 コア470 MHz、メモリ512 MB/256 bit/1050 MHz GDDR3。
 2系統のデュアルリンクDVI-I。
 消費電力は109 W。2スロット仕様。
 Quadro FX 4500G
 NVIDIA G-Sync対応。3スロット仕様。

 Quadro FX 4500 X2
 G71コア×2(SLI構成) 500 MHz、メモリ512 MB×2/256 bit×2/1210 MHz GDDR3。
 4系統のデュアルリンクDVI-I。
 消費電力は145.9 W、2スロット仕様。
 Quadro FX 4500 SDI
 SDIオプションボード付き。3スロット仕様。

G71 (GeForce 7900系) ベース 
 Quadro FX 1500
 コア325 MHz、メモリ256 MB/256 bit/1250 MHz GDDR3。
 2系統のDVI-I (1系統のみデュアルリンク)。
 消費電力は65 W。
 Quadro FX 3500
 コア450 MHz、メモリ256 MB/256 bit/1320 MHz GDDR3。
 2系統のデュアルリンクDVI-I。
 消費電力は80 W。
 Quadro FX 5500
 コア650 MHz、メモリ1 GB/256 bit/1000 MHz GDDR2。
 2系統のデュアルリンクDVI-I。
 消費電力は109 W。2スロット仕様。
 Quadro FX 5500G
 NVIDIA G-Sync対応。3スロット仕様。
 Quadro FX 5500SDI
 SDIオプションボード付き。3スロット仕様。

G72 (GeForce 7200系) ベース 
 Quadro FX 350
 コア550 MHz、メモリ128 MB/64 bit/810 MHz GDDR2。
 DVI-I (シングルリンク)+VGA。
 消費電力は30 W。

G73 (GeForce 7600) ベース 
 Quadro FX 560
 コア350 MHz、メモリ128 MB/128 bit/1200 MHz GDDR3。
 2系統のDVI-I (1系統のみデュアルリンク)。
 消費電力は30 W。

Tesla第1アーキテクチャ

Tesla第2アーキテクチャ

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。
 世代  英字0～1桁
 無印→K→M→P→T
 モデル 数値3～4桁同一世代内での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。
 400番台：ローfプロファイル、メモリバス 64 bit
 600番台～1000番台：ローfプロファイル、メモリバス 128 bit
 2000番台：フルサイズ、１スロット
 4000番台：フルサイズ、１スロット、補助電源あり
 5000番台～：フルサイズ、2スロット、補助電源あり
 2桁目が'0'：世代内 第1弾
 2桁目が'2'：世代内 第2弾

Tesla第2アーキテクチャ

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。
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。
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。
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。
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。
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 。

Maxwell第2アーキテクチャ

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。
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。
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。

Voltaアーキテクチャ

Turingアーキテクチャ

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。

Turingアーキテクチャ

Ampereアーキテクチャ

Ada Lovelaceアーキテクチャ

注釈

出典

関連項目 
 SLI
 NVIDIA GeForce
 NVIDIA Tesla
 AMD FirePro

外部リンク 

 プロフェッショナル ビジュアライゼーション - NVIDIA
 ELSA NVIDIA RTX/Quadroシリーズ 販売終了製品 | 株式会社アスク

Quadro
NVIDIAグラフィックス・プロセッサ