本帖最后由 111alan 于 2015-2-13 12:36 编辑
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0.目录
1.前言
2.外观与接口简析
3.内部赏析
4.专业应用性能测试
5.游戏/家用性能测试
6.总结
前言：
由于专业应用和日常家用需求的差异性，在很久以前家用卡和专业卡就彻底地分开成两条产品线。直到今日，Quadro和Firepro的名字已为大多数用户与玩家所知（而matrox则没有坚持下来，最新一代显卡上使用了AMD的GPU）。在打得热火朝天的家用显卡战场的背面，进行着一场冰冷而但加残酷的战争。
专业卡与家用卡一般核心设计是相同的，也就是说，一款专业卡的背后总是能找到规格一样或类似的家用卡。但是一些看似为本质的东西也可能并不是事物的本质。
首先，专业卡对专业软件进行优化、认证，并支持一些特有的加速模式，以到达家用卡力所不及的领域，如一块低端专业卡在3Dsmax中实时操作的速度可能比一块高端家用级显卡快得多。
AMD Firepro V7900部分已认证程序:
而另一个显著的不同，就是厂商需要为客户负责：你可以看到很多家用级显卡标称频率向上超几十MHz就会不稳定，甚至默认长时间高负载就会对寿命造成影响甚至不稳定，但是这这种状况在专业卡上是不可能出现的：客户失去数据和生产时间之后，将对厂商的品控产生质疑直至拉黑此厂商。因为他们的方案也许比你的卡值钱得多。为了保证稳定性，GPU从die开始接受挑选，并增加更多的测试项目，最后使用更合适的元件与电路设计，制成最为可靠的显卡成品。一块专业卡或计算卡至少在保修的3年内持续的高温高负载运行也不存在偶然因素以外的问题。
一方面由于游戏modding的需要，另一方面个人对系统的稳定性有高要求，笔者很早就投入了专业卡的怀抱。但是由于价格因素，更新总是慢半拍。此次带来的Firepro V7900是上一代的旗舰产品（Cayman没有8与9系列）。让我们一睹为快：
外观与接口简析：
与很多公版显卡类似，Firepro V7900采用了涡轮式风扇设计。在高密度的机箱内这种散热设计可以使风道更容易控制。散热厚度仅为单槽，也是在够用的前提下减少空间占用，增加主机的性能密度，毕竟很多工作站与服务器中没有多少空间可以浪费，尤其是插槽位。简约的散热外形设计与家用卡各种夸张的造型形成鲜明的反差。
散热后端留出空间为mos散热。单6pin供电也代表着此显卡的额定功率不会超过150W。
Crossfire Pro接口。下方的黑色插槽用于连接Firepro S400同步卡，实现帧锁定与相锁定，使主机内的多颗GPU、不同主机的显卡帧同步。3pin接口为stereo 3D connector音频接口。
四个DP接口，用于多显示器。
背部没有背板，但是有很多螺丝固定散热，确保PCB的耐久度。你可能注意到一个显著的特点，就是供电与显存之间的锡条。个人认为此地特地留出一段距离避免电感与显存相互干扰。毕竟V7900的显存没有配备ECC。
与V7800相比，V7900正面并没有太多变化，甚至散热都可以通用
背面最主要的变化有2处，其一，由于显存容量密度的提升，V7900的背面没有显存颗粒。品牌也由三星更改为Hynix。其二，V7900的核心供电增加了一相。由于核心架构的不同，核心处电容排布也有一定区别。
V7900的尺寸规模与一些其他规格的显卡对比：
内部赏析：
拆下所有螺丝，可以看到PCB正面与散热底部。散热与显卡主体发热部位均有硅胶片导热。反面平行锡条对应的位置也为平行的锡条。外接供电处由一颗16v 220uF的日化电容与一颗R23电感作为一级滤波，之后以4+2+1相的分配方式供给Core/VRam与VDDCI.
Power Logic风扇。虽然为涡轮风扇，但是噪音并不大，距离1m外噪音也就是20dB的程度。
散热采用巨大的铜海绵均热板以保证最高的性能/体积比。虽然专业卡不会像各种高端家用卡那样动辄十几相供电、各种钽电容，但是需要的地方会比家用卡更加奢侈。效能方面，这个散热能把V7900压制到满载80-85摄氏度。这个温度已经毫无问题了。对于讲究实用的专业用户，相对于好看一些的温度数值，体积的缩减才是真正的提升。
Cayman显示核心
不同于V7800，显示核心采用了VLIW4的Cayman，具有1280个流处理器，默认频率为725MHz。虽然比V7800略少，但是算上VLIW4与VLIW5的差距性能反而领先一些。核心内部除了常见的GPU整体温度传感器，core、MC、IO均有单独的传感器。
8颗Hynix的H5GQ2H24MFR颗粒构成2GB显存容量。相对于同为2G的V7800，由于密度比较高，背面没有显存颗粒。
核心供电为4相，采用联合电感与Drmos的豪华配备。低压滤波采用大量高频性能极佳的MLCC电容而没有见到常见的“烟囱”甚至贴片封装的钽电容，高压端则分为2级，分别由一颗150uF 16v日化固态电容与12+8颗MLCC组成。在有些方面，专业卡是不会向成本与消费者的价值观妥协的。
绝迹于逝去的DFI与Abit的联合电感，这样的联合供电可以显著降低电容与mos的个体差异带来的每个相位的电压差距，并减小输出纹波，增加转换效率。
Drmos为VOLTERRA的VT1656SF，这个型号甚至这种封装的mos在板卡上都相当少见，也无法查询到相关的datasheet。
VT1556MF 数字PWM控制器。
显存采用2相供电设计。与核心供电一样，大部分滤波电容为MLCC。由于只有2相所以并没有采用联合电感。
VT243WF Drmos，与上面的VT1656SF一样是稀有不明型号，厂商未提供其datasheet。
VDDCI供电，配备一颗R47小电感。
XILINX XC2C32A Coolrunner-II CPLD,用于节能控制.
每个DP接口配备足量电容与一颗过流保护电阻。
为DP调压的一颗mos，并配备上下2个贴片电感。
为同步接口配备的一套电容、电感等组件。
这个蜂鸣器主要用于提示电源连接错误，当6pin外接供电没有接通时蜂鸣器会大声响起。
专业应用性能测试：
专业应用中的性能与家用通常所说的性能有很大的区别。专业应用涵盖建模、设计、医学、现实模拟、科学计算等很多方面，专业卡在其中的作用就是接替部分本应属于CPU的计算工作，以达到增加操作流畅度，减少计算时间。
与游戏不同，专业应用中不是仅仅要求模型的外观逼真即可，而且要求模型本身的物理属性最大限度地接近真实。所以专业应用的侧重点不是在于华丽的光影效果，而在于引入更多的多边形、更复杂的动画以准确拟合真实物体的形态与运动。游戏环境没有这些苛刻的要求，多边形数量的削减可以用光影特效来弥补。一般的游戏引擎对多边形数量的支持非常有限，当多边形数量过多时性能会明显降低，甚至有些游戏引擎限制了模型的最大多边形数量；在制作游戏mod时，也会要求尽可能的reduce poly count，用高级贴图来弥补。不加以限制的后果很简单，“没有一台电脑能真正流畅运行”的“剑灵”就是一个例子。
这种差异造就了需求极大的变化：很多时候CPU承担不起这种重任，需要显卡加以辅助。所以出现了为专业应用特制的专业卡。对于专业卡，驱动和硬件优化都是必需的。AMD和NVidia都为专业卡提供了专门的performance plugin（较新版整合于驱动中）
评价专业卡性能的主要工具是SPECviewperf。这个工具在专业应用中的地位与3DMark在游戏应用中的地位一致。此工具通过8个测试半个小时左右的时间，模拟专业卡在动画制作、设计、医学、生物学、通用计算等各种专业应用中的操作以评价其性能。此次使用的是SPECviewperf 12，也就是当前最新版。Quadro的性能源由SPEC官网提供。
测试平台：
I7-4790K
Maximus VII Gene
Corsair Dominator Plantinum 2400C10 8GBx2
Firepro V4800/V7800/V7900
Windows7 Enterprise 64bit
测试结果对比如下(横轴为得分，越高越好)：
V7900在专业软件中相对V7800体现出不小的优势，而V7800在计算复杂度较高的测试中占优。究其原因，V7900经过更多的应用环境优化，峰值性能也较高，所以在实际应用中占优；但是它的核心频率设定更像intel的Turboboost，在长时间高负载下会有一定程度的降低，这就在持续的高负载下呈现劣势。AMD在V7900的设计中增加了“能耗比”的思路，在保证实际使用性能的同时尽量降低功耗与发热量，这在密度较高的主机中还是有一定意义的。
至于Quadro的中端与中低端产品，其同价位的性能大幅落败于Firepro。考虑到Quadro在市场中具有良好的口碑，其性价比更低也属正常。
游戏/家用性能测试：
虽然专业卡的设计目的不是为了游戏，但是其具有与家用卡一样的显示核心设计，所以还是具有一定的游戏性能的。考虑到V7800/V7900显存为2GB、V4800为1GB，测试选用3DMark 1.2 Firestrike与3DMark11 Extreme。
同样由于长时间高负载频率下降的问题，V7900的游戏性能略输于V7800。但是整体来说，专业卡的游戏性能不能与同价位的游戏卡相比，也不要指望专业卡比同源的游戏卡（V4800-HD5570 V7800-HD5850 V7900-HD6950）游戏性能强，即使性能略强也是更大的显存带来的。
Cinebench实时渲染，V7900略领先8%。（横轴为FPS）
AIDA64理论计算能力测试。Cypress核心的V7800显得异常霸气，浮点运算能力单精达到了GTX780的一半，双精甚至超过了它。V7900仍然受制于长时间高负载频率限制。V4800则不支持双精度浮点运算。
专业卡在家用环境中并不是不堪一击，其性能并不比对应的游戏卡差。驱动程序也没有对游戏性能做限制。在不追求极限画质的情况下，V7900还是可以应付大多数游戏的需求的，甚至包括战地4这种显卡杀手。但是如果你不涉及专业应用，对稳定性也没有苛刻的要求，你最好还是购买普通的家用卡。毕竟在硬碰硬的性价比上家用卡比专业卡高得多。
总结：
相对于打的火热的家用卡市场，专业卡市场虽然不会见到各种不同信仰、不同派别的人海撕逼大战，但是仍然暗流涌动，暗藏杀机。
与家用市场不同，购买专业卡的客户大多数都是大厂商等大型机构，为工作站与服务器平台配备。这些客户具有极强的判断力与执行力，花出去多少钱就期待有多少提升。也就是说，对于家用卡那种马甲层出、一个核心掰两半发布、优化下功耗改个制程就拿来骗钱等市场手段，客户是不会买账的。 厂商不可能不知道这一点，所以专业卡更新虽然慢，但是每一代专业卡都会有不小的提升，如Quadro K600相对于Quadro 600提升近一倍。就算新核心不成熟发布马甲，其规格也会大幅提高，如Quadro K2200相对于Quadro K2000增加了接近60%的SP数量，W5100相对于W5000提升了一倍的显存容量与10%频率，而价格却没有多少变化。可以说，专业市场由于更注重追求实实在在的提升，而不像各类家用产品市场使用营销手段利用消费者对商品评价手段的不科学性来获取利润。这样的市场竞争氛围才是健康的。很可惜，家用产品市场拥有如此较为纯净的环境，只能追溯到5-10年前了。
这种健康的市场环境使得科学的选择更加容易实现。良好的定位与每一代可见的提升，使得预算带来的价值收益更大也更容易控制。
但是每一代都有较大的提升，并不代表下一代的低端卡就一定能战胜上一代的中高端卡，即使SP数量更多；规格更强的上代专业卡也并不一定能灭杀新的低端卡。那么在专业卡领域，有哪些特征需要注意？
最重要的一点就是软件支持，因为一旦软件不支持，专业卡就不具备应有的专业应用特性了。专业卡厂商会对各种应用程序做认证，在官网上可以查询完整的认证列表。但是没有认证不代表不支持，一般来说，只要驱动持续更新，显卡就可以支持专业软件最新的版本，即使没有做认证。
其次是内部规格。除了通常关注的SP数量、架构与ROPs外，在跑大场景时，显存的数量与带宽也尤为重要；前者原因是大场景可能需要显存储存比游戏应用更多的材质与更复杂的渲染方式（如光线追踪）带来的更大的数据量，后者因为操作时显存无时无刻不在与核心进行数据交换。显存容量与带宽的改变可以带来质变。其实，很多低端专业卡上，厂商利用显存容量与带宽的差异进行产品定位。比如V3800与V4800：
最后讨论一个不得不说的问题，就是Quadro与Firepro的选择问题。虽然专业卡市场更加科学，但是口碑的问题也是存在的。曾经的AMD驱动程序问题很多，Nvidia利用那段时间积攒了经验与口碑，所以Quadro在很多客户眼中是不二之选。直至今天，Nvidia Quadro的软件支持仍然比AMD好，就算是古旧的Quadro 2000/4000也对AE最新版本进行了认证。AMD Firepro虽然也支持几乎所有未认证的专业应用，但是在软件认证方面仍然没有做到完美。
不过，凡是涉及购买选择的问题都需要考虑一个问题：你有没有在你永远用不到的地方花了太多成本？
看过Firepro的认证列表都知道，AMD对专业卡在相当多的软件上进行了认证，不光包括3Dsmax、AE、Maya、PS、AI等常见工具，也有相当多闻所未闻的应用程序。而一个用户只会用到其中几个。追求软件支持的用户还应考虑一个问题：够用的软件支持和过剩的软件支持真的有区别么？
另外有些人反映的问题就是A卡使用上遇到的bug。AMD的驱动一直在完善，各种驱动问题已经是历史了，也因此，配备Firepro的品牌与DIY工作站的数量也在稳步增加。不过完美的事物是不存在的，不论AMD还是NVidia，bug很难绝对的去除干净。个人来说，笔者使用Firepro时从来没有遇到问题，而使用N卡时则遇到过3Dsmax2009面无法对齐、视图消失的问题。
现在的情况是，在实际使用中N卡驱动的优势多为脑补所得。话说回来，卡无完卡，N黑也就是夸大了N卡出现的问题，A黑也只是对A卡的问题和不完善之处进行无限放大，甚至各自上升到一种信仰的层次。所以家用卡市场才出现当今这种可笑的撕逼大战。如果能客观的看待问题，建立一套基于需求的完整的价值评价准则，那“A卡好还是N卡好”这种毫无意义的问题也就不复存在，研究的问题也就变成了如何更精确的拟合实际需求。
目前的专业卡市场状况，虽然高端领域Nvidia拥有性能王座，并且提供了Quadro+Tesla这种无可匹敌的组合，但是在中低端领域，Quadro的性能大幅落后于同价位的Firepro（这种情况在Kx200系列价格稳定后可能有所缓和），也没有可圈可点的绝对优势。选择根据需求来，没有绝对的性价比评价准则。公平而科学地评价产品对实际应用环境的价值才是最为正确的做法。如果在任何场合坚持某一品牌，对产品优缺点进行不合理的缩放，给产品加上无法解释的“神秘加成”，甚至对产品本身的特性不闻不问，那只能送这种人两个字：
信仰
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屯了不少了不能兑现，已破产
