AMD-FirePro W-Serie: Gesteigerte Leistung

DIGITAL ENGINEERING Magazin (DEM): AMD hat vor ein paar Monaten seine neuen AMD-FirePro-W-Serie-Grafikkarten veröffentlicht. Bitte erläutern Sie unseren Lesern, worin die wichtigsten Neuerungen gegenüber der V-Serie bestehen.

David Diederichs: Die AMD-FirePro-Grafikkarten der W-Serie basieren auf der neuen Graphics-Core-Next- (GCN-) GPU-Architektur mit 28-nm-Technologie. Diese bringt nicht nur mehr Leistung, sondern bietet auch neue Features, die besonders für CAD-Anwender interessant sind.
So können die neuen FirePro-GPUs zum Beispiel Daten in beiden Richtungen mit voller PCI-Express-3.0-Geschwindigkeit senden. Weiterhin hat sich die Speicherbandbreite der AMD FirePro W5000 im Vergleich zur V5900 von 64 GByte/s auf 103 GByte/s wieder erhöht. Dadurch lassen sich größere CAD-Modelle schneller laden. 

DEM: Die neuen AMD-Grafikkarten sollen deutlich mehr Rechenleistung bieten. Welches sind die Unterschiede in der Architektur der neuen GCN-GPUs zur vorherigen Generation?

David Diederichs: Die GCN-Architektur ist wesentlich flexibler aufgebaut und in der Lage, allgemeine Berechnungen parallel zu Grafikoperationen durchzuführen. Das ist natürlich für Simulationen von entscheidendem Vorteil.
Bei allgemeinen Berechnungen muss bei der W-Serie zudem nicht mehr nur mit Vektoren gerechnet werden, vielmehr lassen sich auch skalare Operationen durchführen.
Am Ende bieten die Grafikkarten der AMD-FirePro-W-Serie deutlich mehr Rechenleistung als ihre Vorgänger. 

DEM: Welche Performance-Vorteile können CAD-Anwender von diesen neuen Technologien erwarten und warum?

David Diederichs: Die Steigerung der Leistung und Effizienz der Grafik-Hardware ermöglicht es CAD-Nutzern, komplexe Grafikeffekte wie beispielsweise OIT (Order Independent Transparency), AO (Ambient Occlusion) oder MSAA (Multi-sample Anti-Aliasing) einzuschalten und mit voller Interaktivität zu nutzen. Weiterhin können Anwender nun Simulationen parallel durchführen, ohne dass dadurch die grafische Darstellung wesentlich beeinträchtigt würde.  

 DEM: Gibt es spezifische Anwendungen, für die AMD seine neuen Grafikkarten optimiert hat? Um welche Applikationen handelt es sich?

 David Diederichs: AMD arbeitet sehr eng mit allen wesentlichen Software-Partnern im CAx-Umfeld zusammen. Hervorzuheben sind die Optimierungen der AMD-FirePro-Hardware für den neuen, verbesserten Transparenz-Modus OIT bei PTC Creo Parametric 2.0. Nur die AMD-FirePro-Karten der V- und W-Serie können diesen mit voller Geschwindigkeit darstellen.
Ähnliche Performance-Steigerungen sieht man bei SolidWorks 2013 mit RealView und Ambient Occlusion (AO).  

DEM: …und wie profitieren die Anwender von dieser Optimierung?

David Diederichs: OIT bei Creo und Ambient Occlusion bei SolidWorks helfen dem CAD-Anwender, Modelle mit höherer Genauigkeit und mehr Realismus darzustellen. Dadurch können bessere Entscheidungen getroffen werden, und es entfällt die Notwendigkeit, zusätzliche Applikationen, zum Beispiel für dedizierte Raytracing-Berechnungen, einzusetzen, was Arbeitsabläufe komplexer machen und einen höheren IT-Aufwand bedeuten würde. 

DEM: Benötigen CAD-Anwendungen mehr als ein GByte Grafikspeicher? Welche Anwendungen sind dies und welche Operationen profitieren am stärksten davon?

David Diederichs: CAD-Anwender sollten Grafikkarten mit mehr als 1 GByte Speicher einsetzen, wenn sie diese neuen Rendering-Effekte nutzen wollen, besonders bei höheren Auflösungen (ab 1.920 x 1.080 Pixel). Natürlich steigen die Anforderungen auch mit zunehmender Komplexität der Modelle oder wenn man mehrere Modelle oder Applikationen gleichzeitig darstellen muss. Das ist einer der Gründe dafür, warum bereits die neuen AMD-FirePro-Karten der mittleren Preiskategorie mit 2 GByte Grafikspeicher und AMD-Eyefinity-Mehrbildschirmtechnologie ausgestattet sind. Bei einer Workstation-Neuanschaffung sollte man auf alle Fälle eine Grafikkarte mit mindestens 2 GByte Grafikspeicher einplanen.  

DEM: Worin sehen Sie die wichtigsten Trends in diesem Jahr im Bereich der professionellen Grafiklösungen?

David Diederichs: 3D-CAD-Modelle und Baugruppen werden zunehmend komplexer. Dadurch steigen schon einmal die Anforderungen an die Grafik-Hardware mit Bezug auf die reine Geometrieleistung und den Speicher beziehungsweise die Speicherbandbreite. Weiterhin sehen wir den Trend, Design Reviews häufiger und früher durchführen zu wollen, was die Anforderungen an die Qualität der erzeugten Bilder nach oben treibt. Anwender wollen aber nicht immer zusätzliche Anwendungen anschaffen oder Design Reviews auf dedizierten Systemen durchführen. Daher bieten CAD-Programme wie SolidWorks 2013 mit RealView nun entsprechende Renderoptionen, mit denen sich Modelle mit viel höherer Qualität darstellen lassen. Man muss also seine CAD-Kernapplikation nicht verlassen, um diesen wichtigen Arbeitsschritt durchzuführen. Zudem kann die bessere Darstellung in Echtzeit, also interaktiv, durchgeführt werden, wenn die Grafik-Hardware entsprechend leistungsstark ausgelegt ist.
Einen ähnlichen Trend sehen wir für den Bereich CAE. Anwender wollen vermehrt Simulationen direkt aus ihrer CAD-Applikation heraus und auf ihrem eigenen System ausführen. Dadurch ergeben sich für die Workstation-Hardware zunehmend heterogene Anforderungen; es müssen also Grafikberechnungen parallel zu allgemeinen Berechnungen vorgenommen werden. Die hohe parallele Rechenleistung der AMD-FirePro-Karten der W-Serie kann hier die CPU wesentlich unterstützen beziehungsweise entlasten. Positiv hervorzuheben ist in diesem Zusammenhang die zunehmende Verbreitung von OpenCL, um die Rechenleistung der Grafik-Hardware zu nutzen. OpenCL dominiert bereits im mobilen Bereich, auch weil es ein plattformübergreifendes API und nicht proprietär ist. Die AMD-FirePro-Karten der V- und W-Serie sind natürlich kompatibel mit OpenCL und somit zukunftssicher. 

DEM: Herr Diederichs, vielen Dank für das Gespräch.

Die Fragen stellte Rainer Trummer.

Das Interview ist im DIGITAL ENGINEERING Magazin 2/2013 erschienen.