Nvidia Quadro

Quadro là một thương hiệu card đồ họa của Nvidia nhắm đến các workstation chạy computer-aided design (CAD), mô phỏng hình ảnh (CGI),ứng dụng tạo nội dung số (DCC), tính toán khoa học và máy học..

Các chip GPU trên các card đồ họa mang thương hiệu Quadro giống hệt với các chip được sử dụng trên các card đồ họa mang thương hiệu GeForce. Điểm khác biệt giữa Quadro và GeForce bao gồm việc sử dụng bộ nhớ ECC và nâng cao độ chính xác dấu phẩy động. Đây là những thuộc tính mong muốn khi card được sử dụng để tính toán, trái ngược với render, đòi hỏi độ tin cậy và độ chính xác.

Dòng sản phẩm Nvidia Quadro cạnh tranh trực tiếp với dòng card máy trạm chuyên nghiệp Radeon Pro của AMD.

Lịch sử 

Dòng card GPU Quadro nổi lên trong nỗ lực hướng tới phân khúc thị trường của Nvidia. Khi giới thiệu Quadro, Nvidia đã có thể tính phí cao cấp cho phần cứng đồ họa về cơ bản giống nhau ở các thị trường chuyên nghiệp và hướng các nguồn lực để phục vụ đúng nhu cầu của các thị trường đó. Để phân biệt các sản phẩm của họ, Nvidia đã sử dụng phần mềm trình điều khiển và firmware để kích hoạt có chọn lọc các tính năng quan trọng đối với các phân khúc của thị trường máy trạm, chẳng hạn như khử răng cưa hiệu năng cao và two-sided lighting, trong các sản phẩm Quadro. Dòng Quadro cũng nhận được hỗ trợ cải thiện thông qua một chương trình trình điều khiển được chứng nhận. Những tính năng này không có giá trị gì đối với các game thủ mà các sản phẩm của Nvidia đã bán cho họ, nhưng sự thiếu hụt của chúng đã ngăn cản những khách hàng cao cấp sử dụng các sản phẩm rẻ tiền hơn.

Có sự tương đồng giữa phân khúc thị trường được sử dụng để bán dòng sản phẩm Quadro cho thị trường máy trạm (DCC) và dòng sản phẩm Tesla cho thị trường kỹ thuật và HPC.

Trong quá trình giải quyết vụ kiện vi phạm bằng sáng chế giữa SGI và Nvidia, SGI đã có được quyền đối với chip đồ họa Nvidia tốc độ cao mà họ đã phát hành dưới nhãn sản phẩm VPro. Những thiết kế này hoàn toàn tách biệt với các sản phẩm VPro dựa trên SGI Odyssey ban đầu được bán trên các máy trạm IRIX của họ sử dụng một bus hoàn toàn khác. SDòng VPro dựa trên Nvidia của SGI bao gồm: VPro V3 (Geforce 256), VPro VR3 (Quadro), VPro V7 (Quadro2 MXR), và VPro VR7 (Quadro2 Pro).

Quadro SDI 

Các card bổ sung thực tế chỉ dành cho card Quadro 4000 trở lên:

 SDI Capture:
 SDI Output:

Quadro Plex 
Quadro Plex bao gồm một dòng máy chủ bên ngoài để render video. Một Quadro Plex chứa nhiều card màn hình Quadro FX. Máy tính khách kết nối với Quadro Plex (sử dụng giao diện PCI Express ×8 hoặc ×16 với cáp kết nối) để bắt đầu render. Xem thêm tại Nvidia Tesla Cards.

Quadro SLI và SYNC 

Scalable Link Interface, hay SLI, là thế hệ tiếp theo của Plex. SLI có thể cải thiện Frame Rendering, FSAA.

Quadro SLI hỗ trợ Mosaic cho 2 Cards và 8 màn hình.

với Quadro SYNC Card hỗ trợ tối đa 16 màn hình (4 mỗi Card).

Hầu hết các Card đều có  SLI-Bridge-Slot for 2, 3 hoặc 4 card trên một mainboard.

Có thể tăng tốc tính toán scienctific với CUDA và OpenCL.

Nvidia có bốn loại cầu  SLI:

 Standard Bridge (băng thông 400 MHz Pixel Clock và 1GB/s)
 LED Bridge (540 MHz Pixel Clock)
 High-Bandwidth Bridge (650 MHz Pixel Clock)
 PCIe-Lanes only reserved for SLI

Xem thêm SLI.

Quadro VCA 

Nvidia hỗ trợ SLI và siêu máy tính với 8-GPU Visual Computing Appliance. Nvidia Iray, Chaosgroup V-Ray và Nvidia OptiX tăng tốc  Raytracing cho Maya, 3DS Max, Cinema4D, Rhinoceros.... Tất cả các phần mềm có CUDA hay OpenCL, giống như ANSYS, NASTRAN, ABAQUS, và OpenFoam, đều có thể hưởng lợi từ VCA. DGX-1 có sẵn với 8 thẻ GP100.

Xem thêm Nvidia Tesla Cards.

Quadro RTX 
Dòng Quadro RTX dựa trên vi kiến trúc Turing và có tính năng raytracing thời gian thực. Điều này được tăng tốc bằng cách sử dụng các lõi RT mới, được thiết kế để xử lý các hình tứ giác và phân cấp hình cầu, đồng thời tăng tốc các bài kiểm tra va chạm với các hình tam giác riêng lẻ.

Tính năng đo tia do lõi RT thực hiện có thể được sử dụng để tạo ra phản xạ, khúc xạ và bóng đổ, thay thế các kỹ thuật raster truyền thống như bản đồ hình khối và bản đồ độ sâu. Tuy nhiên, thay vì thay thế hoàn toàn quá trình rasterization, thông tin thu thập được từ dò tia có thể được sử dụng để tăng cường bóng mờ với thông tin chính xác hơn nhiều về mặt vật lý, đặc biệt là về hành động ngoài camera.

Các lõi Tensor nâng cao hơn nữa hình ảnh được tạo ra bằng phương pháp ghép tia và được sử dụng để khử nhiễu cho hình ảnh được render một phần. Lõi Tensor thực hiện kết quả của việc học sâu trên siêu máy tính để hệ thống hóa cách thực hiện, ví dụ, thực hiện mở rộng quy mô tốt hơn so với thuật toán tiêu chuẩn, dẫn đến độ phân giải nhận thức cao hơn.Trong cách sử dụng chính của lõi Tensor, một vấn đề cần giải quyết được phân tích trên một siêu máy tính, được dạy bằng ví dụ về kết quả mong muốn và siêu máy tính xác định phương pháp sử dụng để đạt được những kết quả đó, sau đó sẽ được thực hiện với lõi Tensor của người tiêu dùng. Những phương thức này được chuyển giao "over the air" cho người tiêu dùng.

RTX cũng là tên của nền tảng phát triển được giới thiệu cho dòng Quadro RTX. RTX tận dụng DXR, OptiX và Vulkan của Microsoft để truy cập vào raytracin.

Turing được sản xuất bằng quy trình chế tạo chất bán dẫn 12 nm FinFET của TSMC. Quadro RTX cũng sử dụng bộ nhớ GDDR6 của Samsung Electronics.

Video card

GeForce 
Nhiều card trong số này sử dụng cùng một core với card video GeForce hướng tới trò chơi và hành động của Nvidia. Những card giống card máy tính để bàn có thể được sửa đổi phần mềm để tự nhận dạng là card Quadro tương đương và điều này cho phép các trình điều khiển được tối ưu hóa dành cho card Quadro được cài đặt trên hệ thống. Mặc dù điều này có thể không cung cấp tất cả hiệu suất của card Quadro tương đương, nó có thể cải thiện hiệu suất trong một số ứng dụng nhất định, nhưng có thể yêu cầu cài đặt trình điều khiển MAXtreme để có tốc độ tương đương.

The performance difference comes in the firmware controlling the card. Given the importance of speed in a game, a system used for gaming can shut down textures, shading, or rendering after only approximating a final output—in order to keep the overall frame rate high. The algorithms on a CAD-oriented card tend rather to complete all rendering operations, even if that introduces delays or variations in the timing, prioritising accuracy and rendering quality over speed. A Geforce card focuses more on texture fillrates and high framerates with lighting and sound, but Quadro cards prioritize wireframe rendering and object interactions.

Phần mềm 
Với Caps Viewer (1.38 năm 2018) tất cả Người dùng Windows có thể xem dữ liệu của Card đồ họa, Trình điều khiển đã cài đặt và có thể kiểm tra một số Tính năng. 
GPU-Z cũng đọc dữ liệu của các card đồ họa và người dùng có thể gửi một số dữ liệu để có cơ sở dữ liệu tốt hơn.

Driver Quadro 
Curie-Architecture Last drivers see Driver Portal of Nvidia (End-of-Life)
Tesla-Architecture (G80+, GT2xx) in Legacy Mode Quadro Driver 340+: OpenGL 3.3, OpenCL 1.1, DirectX 10.0/10.1 (End-of-Life)
Fermi (GFxxx): OpenCL 1.1, OpenGL 4.5, some OpenGL 2016 Features with Quadro Driver 375, in legacy mode with version 391.74 (End-of-Life)
Kepler (GKxxx): OpenCL 1.2, OpenGL 4.6, Vulkan 1.2 với Quadro Driver 455+
Maxwell (GMxxx): OpenCL 1.2, OpenGL 4.6, Vulkan 1.2 với Quadro Driver 455+
Pascal (GPxxx): OpenCL 1.2, OpenGL 4.6, Vulkan 1.2 với Quadro driver 455+
Volta (GVxxx): OpenCL 1.2, OpenGL 4.6, Vulkan 1.2 với Quadro driver 455+
Turing (TUxxx): OpenCL 1.2, OpenGL 4.6, Vulkan 1.2 với Quadro driver 455+
Ampere (GAxxx): OpenCL 1.2, OpenGL 4.6, Vulkan 1.2 với Quadro driver 455+

CUDA 
Kiến trúc Tesla và mới hơn

Supported CUDA Level of GPU and Card.

CUDA SDK 6.5 support for Compute Capability 1.0 - 5.x (Tesla, Fermi, Kepler, Maxwell) Last Version with support for Tesla-Architecture with Compute Capability 1.x
CUDA SDK 7.5 support for Compute Capability 2.0 - 5.x (Fermi, Kepler, Maxwell)
CUDA SDK 8.0 support for Compute Capability 2.0 - 6.x (Fermi, Kepler, Maxwell, Pascal) Last version with support for compute capability 2.x (Fermi)
CUDA SDK 9.0/9.1/9.2 support for Compute Capability 3.0 - 7.2 (Kepler, Maxwell, Pascal, Volta) 
CUDA SDK 10.0/10.1/10.2 support for Compute Capability 3.0 - 7.5 (Kepler, Maxwell, Pascal, Volta, Turing) Last version with support for compute capability 3.x (Kepler).
CUDA SDK 11.0/11.1 support for Compute Capability 5.2 - 8.6 (Maxwell, Pascal, Volta, Turing, Ampere) 
For own Card Test see CUDA-Z Tool

Desktop PCI Express

Quadro FX (không có CUDA, OpenCL, hoặc Vulkan)
 Kiến trúc Rankine, Curie
 Rankine (NV3x): DirectX 9.0a, Shader Model 2.0a, OpenGL 2.1
 Curie (NV4x, G7x): DirectX 9.0c, Shader Model 3.0, OpenGL 2.1

Quadro FX (với CUDA và OpenCL, nhưng không Vulkan)
 Kiến trúc Tesla (G80+, GT2xx) với OpenGL 3.3 và OpenCL 1.1
 Tesla (G80+): DirectX 10, Shader Model 4.0, chỉ Single Precision (FP32) có sẵn cho CUDA và OpenCL
 Tesla 2 (GT2xx): DirectX 10.1, Shader Model 4.1, Single Precision (FP32) có sẵn cho CUDA và OpenCL (Double Precision (FP64) có sẵn cho CUDA và OpenCL chỉ cho GT200 với CUDA Compute Capability 1.3)

Quadro 
 Architecture Fermi (GFxxx), Kepler (GKxxx), Maxwell (GMxxx), Pascal (GPxxx), Volta (GVxxx) (except Quadro 400 with Tesla 2)
 All Cards with Display Port 1.1+ can support 10bit per Channel for OpenGL (HDR for Graphics Professional (Adobe Photoshop and more)) 
 Vulkan 1.2 available with Driver Windows 456.38, Linux 455.23.04 for Kepler, Maxwell, Pascal, Volta
 All Kepler, Maxwell, Pascal, Volta and later can do OpenGL 4.6 with Driver 418+
 All Quadro can do OpenCL 1.1. Kepler and later can do OpenCL 1.2 and incomplete OpenCL 2.0 with Driver 378.66 and higher.
 All can do Double Precision with Compute Capability 2.0 and higher (see CUDA)

1 Nvidia Quadro 342.01 WHQL: support of OpenGL 3.3 and OpenCL 1.1 for legacy Tesla microarchitecture Quadros.

2 Nvidia Quadro 377.83 WHQL: support of OpenGL 4.5, OpenCL 1.1 for legacy Fermi microarchitecture Quadros.

3 Nvidia Quadro 456.38 WHQL: support of OpenGL 4.6, OpenCL 1.2 for Kepler, Maxwell, Pascal & Volta.

4 OpenCL 1.1 is available for Tesla-Chips, OpenCL 1.0 for some Cards with G8x, G9x and GT200 by MAC OS X

Quadro RTX
Turing(TU10x) & Ampere(GA10x) microarchitecture

Desktop AGP 
Architecture Celsius (NV1x): DirectX 7, OpenGL 1.2 (1.3)
Architecture Kelvin (NV2x): DirectX 8 (8.1), OpenGL 1.3 (1.5), Pixel Shader 1.1 (1.3)
Architecture Rankine (NV3x): DirectX 9.0a, OpenGL 1.5 (2.1), Shader Model 2.0a
Architecture Curie (NV4x): DirectX 9.0c, OpenGL 2.1, Shader Model 3.0

Desktop PCI 
Architecture Rankine (NV3x): DirectX 9.0a, OpenGL 1.5 (2.1), Shader Model 2.0a

Cho doanh nghiệp NVS
GPU Nvidia Quadro NVS cung cấp giải pháp đồ họa doanh nghiệp cho các nhà sản xuất máy trạm doanh nghiệp vừa, nhỏ và cấp doanh nghiệp. Các giải pháp máy tính để bàn Nvidia Quadro NVS cho phép đồ họa đa màn hình cho các doanh nghiệp như thương nhân tài chính.
Architecture Celsius (NV1x): DirectX 7, OpenGL 1.2 (1.3)
Architecture Kelvin (NV2x): DirectX 8 (8.1), OpenGL 1.3 (1.5), Pixel Shader 1.1 (1.3)
Architecture Rankine (NV3x): DirectX 9.0a, OpenGL 1.5 (2.1), Shader Model 2.0a
Architecture Curie (NV4x): DirectX 9.0c, OpenGL 2.1, Shader Model 3.0
Architecture Tesla (G80+): DirectX 10.0, OpenGL 3.3, Shader Model 4.0, CUDA 1.0 or 1.1, OpenCL 1.1
Architecture Tesla 2 (GT2xx): DirectX 10.1, OpenGL 3.3, Shader Model 4.1, CUDA 1.2 or 1.3, OpenCL 1.1
Architecture Fermi (GFxxx): DirectX 11.0, OpenGL 4.6, Shader Model 5.0, CUDA 2.x, OpenCL 1.1
Architecture Kepler (GKxxx): DirectX 11.2, OpenGL 4.6, Shader Model 5.0, CUDA 3.x, OpenCL 1.2, Vulkan 1.1
Architecture Maxwell 1 (GM1xx): DirectX 12.0, OpenGL 4.6, Shader Model 5.0, CUDA 5.0, OpenCL 1.2, Vulkan 1.1

Ứng dụng di động

Quadro FX M (không có Vulkan) 
 Kiến trúc Rankine (NV3x), Curie (NV4x, G7x) và Tesla (G80+, GT2xx)

Quadro M 
 Kiến trúc Fermi, Kepler, Maxwell, Pascal
 Fermi, Kepler, Maxwell, Pascal can do OpenGL 4.6 with actual Driver 381+ for Linux or 390+ for windows
 All can do Double Precision with compute Capability 1.3 trở lên
 Vulkan 1.0 và 1.1 với Kepler và mới hơn

Quadro RTX Mobile

Vi kiến trúc Turing

Quadro NVS M 
Architecture Curie (NV4x, G7x): DirectX 9.0c, OpenGL 2.1, Shader Model 3.0
Architecture Tesla (G80+): DirectX 10.0, OpenGL 3.3, Shader Model 4.0, CUDA 1.0 or 1.1, OpenCL 1.1
Architecture Tesla 2 (GT2xx): DirectX 10.1, OpenGL 3.3, Shader Model 4.1, CUDA 1.2 or 1.3, OpenCL 1.1
Architecture Fermi (GFxxx): DirectX 11.0, OpenGL 4.6, Shader Model 5.0, CUDA 2.x, OpenCL 1.1
Architecture Kepler (GKxxx): DirectX 11.2, OpenGL 4.6, Shader Model 5.0, CUDA 3.x, OpenCL 1.2, Vulkan 1.1
Architecture Maxwell 1 (GM1xx): DirectX 12.0, OpenGL 4.6, Shader Model 5.0, CUDA 5.0, OpenCL 1.2, Vulkan 1.1

NVENC và NVDEC Support Matrix 

HW accelerated encode and decode are supported on NVIDIA Quadro products with Fermi, Kepler, Maxwell and Pascal generation GPUs.

Xem thêm 
 AMD Radeon Pro – AMD's competing workstation graphics solution
 Comparison of Nvidia graphics processing units
 CUDA – Nvidia CUDA technology
 Nvidia Tesla – Nvidia's first dedicated general purpose GPU (graphics processing unit)
 Sun Visualization System – uses Nvidia Quadro FX for 3D rendering and graphics acceleration

Chú thích

Liên kết ngoài 

 Quadro Professional Workstation Solutions
 Nvidia.com – Quadro vs. GeForce GPUs Technical Brief
 Nvidia.com – NvidiaQuadro Plex
 Nvidia Nsight
 Quadro NVS Mobile – Tech Specs

Bo mạch đồ họa