Lựa chọn GPU hay CPU cho cấu hình PC làm film, thiết kế?

Nói đến làm phim nói chung và đến những người dùng đang sử dụng Premiere lẫn After Effect nói riêng, chúng ta sẽ đều cần cho mình một bộ máy có phần cứng mạnh mẽ từ CPU – RAM lẫn cả VGA. Và để làm phim 4K được mượt mà thì vấn đề phần cứng cần đáp ứng sẽ càng cao hơn so với mức làm phim cơ bản 1080p.

Để làm phim, thường chúng ta sẽ phải chọn cho mình những bộ vi xử lý mạnh mẽ với một số tiêu chí nhất định. Thứ nhất là phải đa nhân đa luồng để có thể đáp ứng cho việc xử lý công việc dựng hình lẫn render được mượt mà, và tiêu chí này sẽ phụ thuộc 1 phần ở ngân sách bạn có cũng như là công việc của bạn là dựng phim chuyên nghiệp hay nghiệp dư, hay RES bạn hay làm là bao nhiêu.

Nên dùng CPU hay GPU để render

Để việc tiết kiệm chi phí khi đầu tư hệ thống máy xử lý đồ họa, trước hết bạn cần phân biệt một số điểm sau về CPU và GPU.

Trước đây, quá trình render được thực hiện chủ yếu nhờ vào sự hỗ trợ đắc lực của CPU. Nhưng hiện nay các chip đồ họa GPU của VGA  đã có nhiều tiến bộ tích hợp các tập lệnh cho việc render các ứng dụng ngày một đa nhiệm và cao cấp.

Vậy GPU là gì nó quan trọng cho việc xử lý hình ảnh và render các ứng dụng hay không?

Khi nào chúng ta dùng CPU để render và khi nào chúng ta dùng GPU để render?

GPU rendering là việc tận dụng sức mạnh của card xử lý đồ họa (GPU – Graphics card) cho công việc rendering, thay cho bộ vi xử lý trung tâm (CPU) để tăng tốc khả năng làm việc của các phần mềm tính toán, phân tích, thiết kế, xây dựng, các ứng dụng cho cả cá nhân lẫn doanh nghiệp sử dụng.

Được phát triển tiên phong bởi NVIDIA vào năm 2007, các GPU accelerators ngày càng đem đến một hiệu suất xử lý dữ liệu tuyệt vời, được xử dụng rộng rãi trong các phòng nghiên cứu của chính phủ, trường đại học, các tổ chức, doanh nghiệp vừa và nhỏ khắp toàn cầu. GPUs là một ứng dụng tăng tốc hoạt động trên nhiều nền tảng khác nhau, từ xe hơi đến điện thoại di động, máy tính bảng, máy bay không người lái, robot…

GPUs đã đạt được một sử phát triển vượt bậc trong 10 năm trở lại đây, hơn rất nhiều so với các bộ vi xử lý thông thường như CPU của Intel hay AMD.

GPUs tăng tốc khả năng xử lý của các ứng dụng như thế nào

Việc xử dụng một bộ xử lý đồ họa GPU đem đến hiệu quả làm việc tốt hơn cho các ứng dụng bằng cách chuyển một phần công việc tính toán sang cho GPU, trong khi phần còn lại vẫn được chạy trên bộ xử lý trung tâm (CPU). Ở góc độ sử dụng, người dùng sẽ cảm thấy ứng dụng chạy nhanh hơn khá đáng kể.

GPU của vga

Một cách đơn giản để phân biệt giữa CPU và GPU là so sánh cách chúng thực thi các tác vụ ra sao. Một CPU có thể bao gồm một vài nhân để xử lý tối ưu một chuỗi các tính toán nối tiếp nhau, trong khi GPU có một kiến trúc nhiều lớp song song bao gồm hàng ngàn nhân nhỏ hơn và hoạt động hiệu quả hơn để xử lý nhiều công việc đa nhiệm cùng lúc.

GPUs có hàng ngàn nhân giúp xử lý nhiều tác vụ song song một cách hiệu quả.

Hai dòng chip đồ họa phổ biến nhất hiện nay là NVIDIA và AMD/ATI. Nhưng NVIDIA được biết đến nhiều hơn nhờ vào các dòng sản phẩm như: Nvidia Quadro, Tesla, …

Render với GPU 
Ưu điểm:

• Khả năng mở rộng: Thường thì 1 Mainboard có nhiều khe PCIe vì vậy việc lắp thêm các GPU cho 1 CPU là khả thi, điều này tiết kiệm hơn khi chúng ta chỉ cần 1 CPU và 1 bản quyền cho máy tính. Thường Bus speed cho PCIe là x1, x4, x8, x12, x16, x32, tôi khuyên các bạn nên dùng bus cao hơn vì nó có băng thông rộng hơn, nếu chỉ dùng để render bình thường (Production) mà không xài Interactive(Vray RT) thì trung bình khoảng x8-x16 là OK
• Khả năng mở rộng độc lập: việc tăng số lượng GPU cho phép Vray tăng tốc theo GPU(ví dụ 2 GPU thì tốc độ tăng gấp đôi). Do đó thông thường bạn không cần 1 CPU mạnh để kéo các GPU mà cần 1 PSU-nguồn đủ tốt vì các GPU sẽ rất hao điện (khoảng 250W/GPU)
• Tốc độ render rất nhanh: Rất nhiều setup render phù hợp cho GPU (các bạn có thể thấy vray 3.5 vừa ra có những cải tiến cho GPU rất đáng kể) Vray 3.5 có gì mới? . Nếu so sánh CPU và GPU với 1 giá tiền xấp xỉ thì GPU có thể nhanh hơn gấp 2 đến 15 lần CPU.
• Có thể lợi dụng các bộ vi xử lý tích hợp sẵn trong GPU

Nhược điểm:

• Bộ nhớ ít: GPU là 1 máy tính mini có bộ nhớ riêng nên thường bị hạn chế (GDDR3, GDDR5 hoặc HBM)
• Bị nghẽn giao tiếp: Vì GPU muốn giao tiếp phải thông qua CPU nên nó không có quyền truy cập trực tiếp do đó độ trễ thông tin sẽ cao hơn và làm giảm hiệu suất. Mỗi GPU thường phải chứa toàn bộ Scene và texture để render nên nếu bạn có 2 video card 4Gb và 12Gb thì Scene render phải phù hợp với 4Gb còn nếu muốn mở rộng bộ nhớ hơn các bạn phải vô hiệu hóa card 4Gb để dùng card 12Gb
• Phụ thuộc nhiều vào driver: vì drive được update và thay đổi thường xuyên
• Phải cập nhật phần cứng thường xuyên
• Sai sót trong tính toán với các GPU dành cho Game

Làm sao để chọn được GPU phù hợp?
Một artist chuyên nghiệp có thể sử dụng 1 trong 2 dòng card (Pro hoặc game) cho công việc của họ. Phổ biến dòng chuyên nghiệp là NVIDIA (Quadro) và AMD (Firepro), dòng phổ thông là NVIDIA (Geforce) và AMD (Radeon). Render với Vray không cần thiết chúng ta phải dùng những Card chuyên nghiệp đắt tiền, tùy Card, dòng phổ thông thậm chí có thể vượt trội hơn dòng chuyên nghiệp mà không phải tốn quá nhiều chi phí.

Các dòng VGA Quadro cao cấp dùng cho thiết kế đồ họa

Note: Có thể bạn cần xem thêm: Sơ lược về card đồ họa Quadro chuyên dành cho thiết kế đồ họa

Các nhà sản xuất GPU sử dụng các APIs khác nhau cho card của họ. Chúng ta chỉ tập trung vào NVIDIA (CUDA) và AMD (Open CL) vì nó mang lại nhiều lợi ích cho người dùng Vray hơn. Qua hình dưới chúng ta có thể thấy CUDA độc quyền hơn, nó chỉ chạy với GPU NVIDIA còn OpenCL thì tương thích nhiều hơn. Vì vậy, bạn nào xài CPU chip Intel(i3, i5, i7) thì nên dùng OpenCL.

Thứ 2 là CPU được chọn sẽ được ưu tiên có tốc độ xử lý đơn nhân tốt để mỗi nhân có thể đảm nhiệm tốt và xử lý nhanh được các tác vụ mà nó đảm nhận. Và cuối cùng là xung nhịp của CPU càng cao thì việc xử lý các thao tác cũng càng tốt. Đó là những tiêu chí chính mà mình sẽ đặt ra để có thể chọn mua 1 bộ vi xử lý phù hợp. Do vậy, với việc làm phim 4K, CPU Intel Core i7 8700 hoàn toàn là hợp lý để lựa chọn với 6 nhân 12 luồng, tốc độ đơn nhân cao, xung nhịp sẽ từ 3.2Ghz đến tối đa là 4.6Ghz, và bộ nhớ cache là 12Mb.

Render bằng CPU, CPU version, single Intel Core i7-920

Render bằng GPU, GPU/OpenCL version, single Quadro K600