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Grafikkarte oder Prozessor- wer rechnet wo...

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Hallo zusammen

Es ist schon ein wenig verwirrend mit der Thematik Grafikkarte und Prozessor wenn es um das Thema schnelle Darstellung oder Berechnung in der CAD geht. Noch dazu tauchen in der letzten Zeit Programme auf die behaupten, Visualisierungen innerhalb von Sekunden zu machen wobei wir doch eigentlich vom Allplan Renderer wissen, dass es seine Zeit dauert. Wie seriös sind also solchen Zeitangaben?
Ohne wilde Fachbegriffe und ein wenig vereinfacht möchte ich mal kurz der Thema „Wer berechnet wo“ erläutern.

Fangen wir mal mit den Anfängen der CAD an: Der Prozessor (CPU) machte die Berechnungen und die Grafikkarte (GPU) stellte was dar. Eine bisschen- meist Linien.
Doch die Grafikkarte wurde mit der Zeit weiter entwickelt und lernte das „Open GL“, die Technik, 3D-Körper darstellen zu können. Ein Durchbruch, auf den sich alle CAD-Systeme bis heute stützen. Allplan genauso wie auch Cinema 4D. Die Arbeitsteilung ist aber immer noch die gleiche: Der Prozessor berechnet und die Grafikkarte stellt dar, obwohl sie durch Ihren Grafikprozessor (GPU) auch schon ein wenig mit berechnet, aber hauptsächlich an der 3D-Darstellung. Schatten etc. werden nach wie vor durch die CPU berechnet und das Ergebnis der Grafikkarte mitgeteilt. Ein extrem genaues Ergebnis, wenn auch rechenintensiv. Das wurde aber schnell durch mehrere Kerne kompensiert.

Dann kam die Spiele-Industrie und stellte fest: Das ist uns viel zu langsam mit dem Prozessor (CPU) und der Grafikkarte (GPU), Warum berechnen wir nicht alles direkt auf der Grafikkarte? OK, es ist nicht so korrekt wie die langen Berechnungen der CPU, aber bei Spielen muss es nicht richtig sein sondern nur richtig aussehen. Wir brauchen etwas, womit die Software der Grafikkarte sagen kann, was sie wie berechnen und darstellen muss. Und schon war „DirectX“ geboren. Damit wird alles auf der Grafikkarte berechnet, bis zu 5000 schneller als mit der CPU-GPU Kombination, allerdings war vieles, gerade im Bereich Schatten und Spiegelungen gefakt, was nicht so ins Gewicht fiel.

Und schon sind wir in der Gegenwart:
Allplan, Cinema und viele andere arbeiten bis heute mit der CPU-OpenGL Kombination, die die genaueste aber nicht gerade die schnellste Methode ist. Für gute Visualisierungsergebnisse gehen dort schon mal 1,2 oder mehr Stunden ins Land. Aber die Grafikkarte (GPU)schlummert zu 70% einen seligen Schlaf, da sie mangels DirectX-Anforderung nichts zu tun bekommt.
Jetzt kommen die Echtzeitvisualisierer ins Spiel, die Visualisierungen innerhalb von Sekunden statt 1-2 Stunden erledigen. Wirklich? Ja!! Wirklich! Sie rechnen nur auf der Grafikkarte (GPU) und dort kann der Prozessor seinen verdienten Schlaf genießen, während die Grafikkarte schuften muss. Aber alle Berechnungen sind grafisch orientiert und damit nicht so genau wie von der CPU berechnet. Sieht man das? Immer weniger, da die Technik auch in diesem Bereich immer besser wird. Von einem Laien sind die Unterschiede eh kaum auszumachen. (Siehe angehängte Bilder)
Kann man nicht einfach hergehen und exakte Berechnungen der CPU mit schnellen Berechnungen der GPU mischen? Ja, das machen auch mittlerweile einige Programme wie z B. der Indigo Renderer oder auch Vray. Auch der Cinerenderer macht das ein bischen für den schnellen Grafikaufbau. Sie beziehen die Leistung der Grafikkarte mit ein. Damit ist der noch landläufige Begriff der „Gamer-Grafikkarte“ eigentlich überholt. Es ist davon auszugehen, dass in den nächsten Jahren immer mehr Programme das Potenzial der Grafikkarten effektiver nutzen.

Einsetzen kann man die leistungsfähigen Grafikarten natürlich schon jetzt, auch wenn sie nicht als CAD-Grafikkarte deklariert oder zertifiziert sind. Grafikkarte aus der Produktreihe „Nvidia Geforce GTX“ oder „AMD Radeon R9“ arbeiten sehr gut mit Allplan oder Cinema zusammen und freuen sich erst recht, wenn sie mit „DirectX“ unterstützenden Programmen ihre Schnelligkeit zeigen können.
Preis von diesen schnellen Karten liegt bei ca. 170 – 350 Euro.
Ich hab mal eine Visualisierung aus einem GPU-Renderer und aus einem CPU-Renderer angehängt, damit man die Unterschiede sieht. Renderzeit des GPU-Renderings betrug 55 Sekunden, des CPU-Renderings 4,5 Stunden.

Gruß, Frank
(Alle Angaben ohne Gewähr)

Die Füße gehen nur dort hin, wo die Augen schon waren.

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CPU-Rendering.jpg
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GPU-Rendering.jpg
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p.s. bei Grafikkarten sollte man zusätzlich fragen, ob die 3 Bildschirme kann, meine Quattro 2000 pro kann nur 2, es fehlt mir einer.. (1 für Assis, 1 Grundriss, 1 Vorlagen etc)
@ Frank, die GPU-Darstellung erscheint mir ein bischen nebelig.

@Pidi: Link , da ist Frank tätig und er kennt sich sehr gut mit 3D-Animationen aus.

Also ein Praktiker aus dem Vertrieb, kein Entwickler.

Gruß: T.

Zitiert von: pidi
@ Frank Schroer.

Sind Sie in der Softwareentwicklung tätig bzw. haben Sie Erfahrung als Programmierer? Oder sind Ihre Ausführungen rein aus Allplan Praxis abgeleitet?

mfg
p.

Hi Pidi
Die Erfahrungen stammen aus mehr als 10 Jahren im CAD- und Visualisierungssysteme Vertrieb.
Vorher war ich im Architekturbüro angestellt und die Software in der Praxis angewendet.
Bei der Kundenberatung gerade im CAD 3D und Visualisierungsbereich kommt zwangsläufig auch immer die Frage nach der Hardware Performance auf. Ich hab im Büro verschiedene Rechner-Varianten, Privat teste ich auch einiges, hab zwei private Youtube-Kanäle im Bereich 3D Gaming und kenne daher die Eigenschaften verschiedener Hardware-Komponenten...
Bei mir dreht sich alles um 3D: CAD, Modelling, Gaming, Visualisierung, Animation - ALLES MEIN THEMA ... :-)
Gruß, Frank

Die Füße gehen nur dort hin, wo die Augen schon waren.

moin moin,

ist der "Intel Xeon Quad-Core Prozessor E5-1620 v3, 3.5 GHz mit 10
MB Cache, 2133 MHz Memory (Turbo Boost max. 3,6 GHz)" ausreichend für 2016?
Anwendung: allplan 2016-1-1 + cinerenderer.
Grafikkarte: NVIDIA Quadro K2200 CAD-Grafikkarte mit 4GB GDDR5 RAM,
2x DisplayPort 1.2, PCI-Express 2.0 x16, Open GL 4.5

gruß andreas

The Blues is the roots, everything else is the fruits. Willie Dixon

Zitiert von: cadworker
moin moin,

ist der "Intel Xeon Quad-Core Prozessor E5-1620 v3, 3.5 GHz mit 10
MB Cache, 2133 MHz Memory (Turbo Boost max. 3,6 GHz)" ausreichend für 2016?
Anwendung: allplan 2016-1-1 + cinerenderer.
Grafikkarte: NVIDIA Quadro K2200 CAD-Grafikkarte mit 4GB GDDR5 RAM,
2x DisplayPort 1.2, PCI-Express 2.0 x16, Open GL 4.5

gruß andreas

Hallo Andreas

Ausreichend für Allplan 2016 ist immer das, was der Hersteller in die Systemvoraussetzungen schreibt. Leider kann ich Dir jetzt nicht einfach Ja oder nein sagen, aber schau dir die Komponenten doch mal auf Link für den Prozessor
und Link für die Grafikkarte an.
Ich persönlich finde das Preis Leistungsverhältnis deiner angegebenen Grafikkarte fragwürdig, aber es ist natürlich eine gute Karte. Ich hab im privaten Rechner eine Geforce GTX 980. Obwohl nicht zertifiziert läuft Allplan unter dieser Karte bei mir auch, da sie natürlich die Systemvoraussetzungen erfüllt...

Gruß, Frank

Die Füße gehen nur dort hin, wo die Augen schon waren.

moin moin,

vielen dank für deine infos frank.

meinst du die graka ist zu güt im verhältnis zum prozessor?

gruß andreas

The Blues is the roots, everything else is the fruits. Willie Dixon

Moin,

vielen Dank für die Infos. Wie verhält es sich den bei Assoziativen Ansichten?

Ich habe ein Notebook I7 (16Gb) mit einer Nvidia GTX 980M. Wenn ich in den Assos auch in 3D abgeleitete Bewehrung drin habe, geht das Notebook in die Knie. Obwohl SSD Systemlaufwerk und alle Daten Local.
Während der Bürorechner i5 (16Gb/SSD) mit ATI-W5000 wesentlich weniger Probleme damit hat, obwohl die Daten im Netz liegen.

Das führt auf dem Notebook dazu das ich beim änderen der Bewehrung ca. 10Sek warten muss bis eine nächste Eingabe erfolgen kann, so das ein Arbeiten auf dem Notebook fast unmöglich ist...

Gruß Jürgen

Zitiert von: cadworker
moin moin,

vielen dank für deine infos frank.

meinst du die graka ist zu güt im verhältnis zum prozessor?

gruß andreas

Hi Andreas
Ich persönlich halte für unseren CAD-Bereich (Architektur) die Quadro-Karten als sehr gute Karten aber ohne Vorteil gegenüber anderen Karten, bis auf die Tatsache, das sie von Nem zertifiziert sind. Aber wie gesagt, eigentlich laufen andere Karten auch, die die Systemanforderungen erfüllen. Geforce-Karten sind günstiger und haben deutlich mehr Passmarkpunkte(Gesmtleistung)Quadrokarten haben einen extrem guten Hochleistungs-Chip verbaut, sind natürlich als weitererer Pluspunkt von Nemetschek zertifiziert, haben aber eine nicht so gute Performance in Verbindung mit DirectX. Mehr als 500 € würde ich heute für keine CAD-Karte mehr ausgeben, die nicht 8000 oder 9000 Passmarkpunkte erreicht.
Natürlich sind Quadro-Karten gerade für CAD gute Karten, aber wir in der Architektur fordern sie halt nicht so sehr. Das sieht im Maschinenbau oder in der Autoindustrie schon anders aus. Da sind solche Grafikkarten ein muss!! Aber wie gesagt, das ist nur meine Meinung und ich setzte auch Software ein, die DirectX-Anforderungen hat. Für mich passt das Preis-Leistungsverhältnis der Quadro-Karten nicht dazu, was wir in der CAD machen.

Moin,

vielen Dank für die Infos. Wie verhält es sich den bei Assoziativen Ansichten?

Ich habe ein Notebook I7 (16Gb) mit einer Nvidia GTX 980M. Wenn ich in den Assos auch in 3D abgeleitete Bewehrung drin habe, geht das Notebook in die Knie. Obwohl SSD Systemlaufwerk und alle Daten Local.
Während der Bürorechner i5 (16Gb/SSD) mit ATI-W5000 wesentlich weniger Probleme damit hat, obwohl die Daten im Netz liegen.

Das führt auf dem Notebook dazu das ich beim änderen der Bewehrung ca. 10Sek warten muss bis eine nächste Eingabe erfolgen kann, so das ein Arbeiten auf dem Notebook fast unmöglich ist...

Hi Allplan001
Ja, das ist der Fluch so mancher Notebooks. Eigentlich aller! Im Notebook ist alles sehr eng und die Hersteller müssen viel mehr die Temperatur berücksichtigen als in einem Desktop-PC. Einer der Gründe warum Laptops eine geringere Leistung haben! Ein I7 im Notebook ist also nicht vergleichbar mit einem Desktop-Prozessor. Das gleiche gilt für die Grafikkarte. Der Haken ist das M ganz am Ende. Die Leistung (Passmarkpunkte)der Laptop-Karte ist 6004, für einen Laptop geht das fast nicht besser. Die gleiche Karte für einen Desktop-PC, also eine Geforce GTX 980 hätte einen Passmarkwert von 9759, also über ein drittel schneller. Asso-Ansichten berechnen Schwerpunktmäßig auf dem Prozessor, es kann gut sein das dein Laptop I7 Prozessor weniger Leistung hat als dein I5 Desktop Prozessor. Aber wie gesagt: Alle meinen Angaben ohne Gewähr. Für noch genauere Leistungsaussagen würde ich mehr Informationen der einzelnen Komponenten benötigen.
Gruß, Frank

Die Füße gehen nur dort hin, wo die Augen schon waren.

moin frank,

danke für deine ausführliche schilderung.

die graka und der prozessor sind bestandteil eines angebotes für eine cad-workstation.
verbaut sind noch:
16gb ddr-4 ram 2133mhz
pci express ssd 256 gb
2 x 1tb sata hdd
700watt netzteil

angebotspreis der ws 2260,-€ netto
denke das ist ein faires angebot.

gruß andreas

The Blues is the roots, everything else is the fruits. Willie Dixon

Es ist schon interessant wie ein paar runde und gebogene Elemente in Assos die Hardware aus dem Tritt bringen. Wenn der Layer nicht aktiv ist läuft es flüssig(er).

Das heißt ja dann für den Ingenieurbau es ist wichtiger einen flotten Rechenkern zu haben anstatt Grafikpower. Ich hoffe, dass sich zur 2017 da Performance-mäßig etwas tut.

Nachfolgend die Ausstattung der Geräte:

Notebook:
Windows 10
i7-4720HQ CPU @ 2,60Hz 2,59Hz 16Gb SSD-Systemlaufwerk
Grafik GTX 980 M

Workstation:
Windows 10:
i5-4670 CPU @ 3,40Hz 3,40Hz 16Gb SSD-Systemlaufwerk
AMD Firepro 5000

Gruß Jürgen

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