Cách chọn phần cứng tốt nhất cho họa sĩ 3D
Cho dù bạn là một họa sĩ 3D mới vào nghề hay là một chuyên gia dày dạn kinh nghiệm với nhiều năm làm mô hình 3D và kết xuất đồ họa thì bạn cũng cần sử dụng một hệ thống phần cứng để hiện thực hóa ý tưởng của mình. Nhưng việc lựa chọn phần cứng phù hợp cho họa sĩ 3D lại không phải là việc dễ dàng, cần phải tìm hiểu các chi tiết, các thông số kỹ thuật, cách thức dựng máy chủ ra sao để mô hình 3D hiển thị và kết xuất, so sánh các thành phần của phần cứng dựa trên giá trị của chúng.
Bài viết này cung cấp các thông số sau:
(1) Các thông số phần cứng cho mô hình & kết xuất 3D (3D Modeling and Rendering)
(2) CPU
- AMD Threadripper 2990WX
- Intel i9 9980XE
- AMD Ryzen 9 3900X
- Intel i9 9900K
(3) GPU
- RTX 2080 Ti
- RTX 2070
- GTX 1080 Ti
- Quadro P6000
(4) Hard Disk / Đĩa cứng
- Spinning Hard Disks /
- Solid State Drives (SSD)
- M.2 SSD
(5) Cooling System / Hệ thống làm mát
- Air Cooling / Hệ thống không khí
- Liquid Cooling / Chất lỏng làm lạnh
(6) Conclusion / Kết luận
Các thông số phần cứng cho 3D Modeling and Rendering (Mô hình 3D và Kết xuất đồ họa)
Tất cả các chuyên gia đồ họa 3D (3D graphic specialists) đều cần máy tính có thông số phần cứng mạnh mẽ, bất kể họ làm việc trong lĩnh vực trực quan kiến trúc (architectural visualization), thiết kế công nghiệp (industrial design), trực quan hóa sản phẩm (product visualization), hoạt hình (animation), đồ họa chuyển động (motion graphics), trò chơi (games), VFX, phim & TV hoặc quảng cáo.
Nếu máy tính không đủ mạnh, ngay cả các tác vụ kết xuất (render) đơn giản cũng có thể mất nhiều thời và các thao tác cơ bản có thể có độ trễ vài phút. Trong một môi trường chuyên nghiệp thì mức độ kém hiệu quả như vậy là không hợp lý.
Nhưng trước khi đi tìm một máy chủ (workstation) thật tốt cho việc kết xuất 3D (3d rendering) trong tầm tài chính cho phép, thì bạn nên tìm hiểu về 2 loại kết xuất 3D chính, mỗi loại có yêu cầu về thông số phần cứng khác nhau.
CPU Rendering - Kết xuất CPU (Central Processing Unit – Bộ xử lý trung tâm)
Kết xuất CPU được sử dụng rộng rãi trong các dự án chuyên nghiệp để kết xuất đồ họa 3D (render 3D graphics), chắc bạn không lạ lẫm gì với khái niệm CPU. Kiểu kết xuất 3D này được hỗ trợ bởi 3ds Max, Maya, Cinema 4D, Blender và nhiều chương trình đồ họa máy tính 3D (3D computer graphics programs) khác để tạo hoạt hình 3D (3D animations), mô hình (models), trò chơi (games) và hình ảnh.
Các CPU tốt nhất để kết xuất (render) có nhiều lõi (cores), tốc độ xung nhịp cao (clock speeds) và hỗ trợ cho các công nghệ như siêu phân luồng (hyperthreading). Một trong những lợi thế lớn nhất của kết xuất CPU trên thực tế là nó có thể tận dụng dung lượng bộ nhớ lớn hơn nhiều so với kết xuất GPU (GPU Rendering). CPU cũng có nhiều bộ hướng dẫn có sẵn hơn GPU, giúp chúng linh hoạt hơn trong các dạng nhiệm vụ mà chúng có thể thực hiện.
GPU Rendering 0 - Kết xuất GPU (Graphics Processing Unit - Bộ xử lý đồ họa)
Trong vài năm qua, kết xuất GPU đã trở nên phổ biến, chủ yếu nhờ vào các GPU engine (GPU renderer) hiện đại như Octane, Redshift và Vray. Các GPU engine cho phép sử dụng card đồ họa để kết xuất thay vì CPU, tăng tốc quá trình kết xuất vì một GPU có thể tương đương với từ 5 đến 20 CPU, và có thể sử dụng nhiều card GPU để render.
Nếu bạn muốn kết xuất đồ họa 3D bằng card đồ họa, bạn nên xem các card đồ họa cao cấp với bộ nhớ rộng, hiệu năng tuyệt vời và khả năng làm mát hiệu quả. Do kết xuất GPU dựa vào card đồ họa để thực hiện công việc nặng nhọc, nên nó hoạt động tốt nhất với CPU xung nhịp tối đa, thay vì CPU có nhiều lõi chạy ở tần số thấp hơn.
Bây giờ bạn đã quen thuộc với hai loại kết xuất 3D chính, đã đến lúc bạn cần xem xét kỹ hơn các thành phần riêng lẻ mà bạn nên chú ý khi chọn phần cứng cho người làm 3D.
Chọn CPU cho họa sĩ 3D
Bất kể bạn quan tâm đến kết xuất bằng CPU hay GPU, bạn cũng cần có một CPU đủ mạnh để chạy các chương trình đồ họa máy tính 3D mà không bị lag và gây khó chịu. Khi chọn CPU cho họa sĩ 3D, hãy chú ý đến số lượng lõi, tốc độ xung nhịp và giá.
Số lượng lõi (cores): để dễ hiểu, một core (lõi) là một “number-crunching” (công việc toán học được thực hiện bởi người/máy tính để xử lý lượng lớn thông tin) của một CPU. CPU càng có nhiều lõi thì càng có nhiều tác vụ có thể thực hiện cùng lúc. Lõi đặc biệt quan trọng khi nói đến kết xuất CPU vì mỗi CPU Rendering Engine được gán cho một lõi.
Tốc độ xung nhịp (Clock speed): là tần số mà CPU có thể thực hiện các lệnh. Tốc độ xung nhịp càng cao, CPU càng nhanh. Hầu hết các CPU hiện đại đều hỗ trợ một tính năng gọi là ép xung động (đôi khi còn được gọi là Turbo Boost), giúp tăng tạm thời tốc độ xung nhịp theo yêu cầu để đáp ứng nhu cầu.
Giá cả: CPU được bán với nhiều mức giá khác nhau, nhưng những CPU phù hợp với 3D Modeling và Rendering thuộc loại cao cấp, với một số CPU cung cấp hiệu suất tốt hơn nhiều so với các loại khác trong cùng một tầm giá.
Sự lựa chọn của bạn về cơ bản tập trung vào các CPU hàng đầu của AMD và Intel. Đây là hai lựa chọn đối với mỗi nhà cung cấp:
AMD Threadripper 2990 WX
- Số lõi: 32
- Tốc độ xung nhịp: 3.0 GHz
- Giá: 1,799$
AMD Threadripper 2990WX là một bộ xử lý CPU nổi tiếng trên toàn thế giới vì là bộ xử lý 32-core đầu tiên. 32 core cung cấp 64 luồng xử lý đồng thời, vì thế trở thành bộ xử lý vượt trội trong kết xuất CPU. Với xung nhịp 3.0 GHz, AMD Threadripper 2990WX không biết “chậm” là gì, nhưng có nhiều CPU khác đạt được tốc độ xung nhịp gần 4 GHz.
Intel i9 9980XE
- Số lõi: 18
- Tốc độ xung nhịp: 3.0 GHz
- Giá: ~1 979$
Intel i9 9980XE là đối thủ đáng gờm của AMD Threadripper 2990WX mặc dù nó có lõi chỉ 18 lõi, vì nó hỗ trợ Công nghệ ảo hóa Intel (VT-x), Bộ nhớ Intel Optane và Công nghệ Intel Turbo Boost Max 3.0, cho phép nó đạt tốc độ xung nhịp 4.50 GHz (AMD Threadripper 2990WX có thể đạt 4.2 GHz).
AMD Ryzen 9 3900X
- Số lõi: 12
- Tốc độ xung nhịp: 3,8 GHz
- Giá: ~499$
Sở hữu 12 core và tốc độ xung nhịp cơ bản 3,8 GHz, AMD Ryzen 9 3900X xứng danh là vị vua trong mảng này với giá chỉ $499. CPU của máy được trang bị bộ làm mát không khí tương đối yên tĩnh, được gọi là Wraith Prism, giúp tăng thêm giá trị của nó nhiều lần.
Intel i9 9900K
- Số lõi: 8
- Tốc độ xung nhịp: 3.6 GHz
- Giá: 499$
Chúng tôi đã thiết lập các lợi ích kết xuất CPU từ tốc độ xung nhịp tối đa cao và chính xác. Điều đó làm cho Intel i9 9900K trở nên nổi bật. Xung nhịp cơ bản của CPU 8 core này là 3,60 GHz, nhưng tần số turbo tối đa của nó là 5,00 GHz.
Thuê render farm bên ngoài
Nhìn vào giá thành của các CPU được liệt kê ở trên, bạn có lẽ sẽ tự hỏi liệu nó có phù hợp với ngân sách của bạn không. Nếu không, thì có một lựa chọn thay thế mà bạn nên xem xét: thuê farm bên ngoài để kết xuất.
Các render farm như của iRender cho phép bạn linh động lựa chọn các loại tài nguyên CPU và GPU mà bạn cần để kết xuất các dự án của mình với giá cực kỳ phải chăng. Những render farm thường có độ tin cậy cao, luôn có sẵn và được tin tưởng bởi nhiều nghệ sĩ đồ họa chuyên nghiệp trên khắp thế giới.
Bạn có thể kết hợp một máy chủ giá cả phải chăng cho phép bạn thoải mái làm việc trong các dự án của mình và sử dụng render farm để nhanh chóng kết xuất sản phẩm nhằm đáp ứng thời hạn công việc và tiết kiệm tiền thay vì đầu tư phần cứng đắt tiền
Chọn GPU cho họa sĩ 3D
Kết xuất GPU hoạt động tốt nhất trên card đồ họa Nvidia với nhiều core CUDA. Kết xuất trên card đồ họa AMD cũng có thể nhờ vào các công nghệ như OpenCL và AMD Radeon ProRender, nhưng hầu hết các nghệ sĩ 3D đều tránh card AMD để họ có thể sử dụng một loạt các ứng dụng phần mềm và phương thức kết xuất mà không gặp bất kỳ giới hạn nào.
Khi chọn GPU để kết xuất, hãy chú ý đến dung lượng bộ nhớ vì bạn muốn tải được càng nhiều textures (họa tiết) càng tốt. Thay vì so sánh GPU dựa trên tốc độ xung nhịp của chúng, so với benchmark (điểm chuẩn) sẽ tốt hơn nhiều. OctaneBench là một điểm chuẩn phổ biến, cung cấp một sân chơi bình đẳng bằng cách đảm bảo rằng mọi người đều sử dụng cùng một phiên bản, cùng các scene và cùng cài đặt. Một điều nữa là bạn có thể tính toán performance ( hiệu suất)/dollar của GPU bằng cách chia điểm chuẩn cho giá của nó.
RTX 2080 Ti
- Bộ nhớ: 11
- OctaneBench: 3,6 GHz
- Hiệu suất/ Đô la: 0, 253
RTX 2080 Ti của Nvidia là một card đồ họa hàng đầu với 11GB bộ nhớ GDDR6 next-gen, siêu nhanh, cấu trúc GPU Turing hỗ trợ các công nghệ real-time ray-tracing (dò tia thời gian thực), dual-axial 13-blade fans (quạt 13 cánh kép) được ghép nối với buồng hơi (vapor chamber) mới cho hiệu suất êm ru (quiet performance) & mát mẻ (ultra-cool)
RTX 2070
- Bộ nhớ: 8
- OctaneBench: 210
- Hiệu suất / Đô la: 0,381
RTX 2070 có cùng cấu trúc Turing với người anh em RTX 2080 Ti. Đây là một GPU cao cấp, giá rẻ với tỷ lệ performance/dollar đáng kinh ngạc. GPU có 8 GB GDDR6, xung nhịp 1620 MHz và hệ thống làm mát có thể giữ nhiệt độ thấp ngay cả sau khi ép xung.
GTX 1080 Ti
- Bộ nhớ: 11
- OctaneBench 222
- Hiệu suất / Đô la: 0,317
Mặc dù GTX 1080 Ti không còn là “quái thú” như trước thì nó vẫn là một lựa chọn tuyệt vời cho các thiết lập multi-GPU với giá bán thấp & dung lượng bộ nhớ lớn. Với cùng giá của một RTX 2080 Ti, bạn có thể sắm được nhiều GTX 1080 Ti và tốc độ hiển thị các dự án của bạn nhanh hơn nhiều.
Quadro P6000
- Bộ nhớ: 24
- OctaneBench: 139
- Hiệu suất / Đô la: 0,036
Quadro P6000 là một card đồ họa cao cấp cho máy chủ được sử dụng bởi các kiến trúc sư, họa sĩ 3D, nhà hoạt họa, nhà khoa học và các chuyên gia khác, những người biết cách tận dụng hệ sinh thái phần cứng, phần mềm và công cụ tiên tiến nhất để biến những thách thức đột phá, như đã nêu trên trang web chính thức của nó. Nó có bộ nhớ khổng lồ 24GB, giá rẻ và xử lý real-time ray-tracing (theo dõi tia thời gian thực) một cách dễ dàng.
Sử dụng dịch vụ cho thuê máy chủ GPU (GPU Server Rental Service)
Trước khi bạn bỏ ra một số tiền lớn cho GPU mạnh mẽ, hãy tự hỏi mức độ thường xuyên bạn muốn sử dụng nó. Nếu kết xuất GPU chỉ chiếm một phần nhỏ trong những gì bạn làm, bạn chỉ cần mua GPU giá cả phải chăng và sử dụng dịch vụ cho thuê máy chủ GPU như GPUhub.net của iRender để thuê máy GPU theo hiệu suất như bạn cần để hoàn thành các dự án đúng hạn.
Ổ đĩa cứng (hard disk)
Các nghệ sĩ 3D cần không gian lưu trữ lớn để lưu trữ nhiều dự án của họ, cùng với tất cả các tài nguyên. Trong khi các thiết bị lưu trữ đã trở nên rất phải chăng trong những năm qua, và không phải tất cả các thiết bị lưu trữ đều được làm như nhau. Một số thiết bị có mức giá tuyệt vời cho mỗi gigabyte nhưng chưa thỏa mãn được mong muốn khi nói đến hiệu suất, và một số khác thì hoàn toàn ngược lại.
Ổ đĩa cứng (Hard Disk Drives - HDD)
Ổ đĩa cứng quay truyền thống (HDD) có dung lượng lên tới 16TB và có mức giá tốt cho mỗi gigabyte của tất cả các thiết bị lưu trữ trên thị trường hiện nay. Ngoài ra, ổ cứng doanh nghiệp (Enterprise HDDs)còn cung cấp độ tin cậy tuyệt vời, khiến chúng phù hợp ngay cả với môi trường doanh nghiệp. Nhược điểm duy nhất của chúng là hiệu suất hạn chế, cho nên chỉ phù hợp cho mục đích lưu trữ là chính.
Ổ đĩa thể rắn (Solid-State Drives - SSD)
Ổ đĩa thể rắn (SSD) không chứa bất kỳ thành phần chuyển động nào vì chúng sử dụng các cụm mạch tích hợp làm bộ nhớ để lưu trữ dữ liệu liên tục, thường sử dụng bộ nhớ flash. SSD cung cấp cho người tiêu dùng dung lượng lưu trữ từ 128GB đến vài TB và trung bình chúng hoạt động tốt hơn từ 5 đến 20 lần so với ổ cứng truyền thống.
M.2 SSD
SSD M.2 kết nối thông qua khe cắm mở rộng M.2, cho thấy PCI Express 3.0, serial ATA (SATA) 3.0 và USB 3.0 và cung cấp hiệu suất thậm chí còn tốt hơn so với SSD. Hiệu năng này có mức giá cao, tuy nhiên, đó là lý do tại sao SSD M.2 được sử dụng chủ yếu làm ổ đĩa hệ điều hành.
Hệ thống làm mát (Cooling system)
Ngay cả các máy chủ tiết kiệm năng lượng nhất cũng tạo ra nhiều nhiệt khi chịu tải nặng, do đó có một hệ thống làm mát đầy đủ là điều bắt buộc đối với bất kỳ nghệ sĩ 3D nào.
Khi các thành phần phần cứng quá nóng, tuổi thọ của chúng rút ngắn và điều chỉnh nhiệt làm hạn chế hiệu suất của chúng để ngăn ngừa thiệt hại. Nhiều CPU hiện đại có thể duy trì tốc độ xung nhịp được quảng cáo chỉ với các hệ thống làm mát đi kèm, bao gồm hệ thống làm mát không khí và hệ thống làm mát bằng chất lỏng.
Làm mát không khí (Air Cooling)
Nhiều CPU và tất cả các GPU đều đi kèm với một bộ làm mát không khí đi kèm trong hộp, nhưng các bộ làm mát không khí có xu hướng khá to và không hiệu quả như các bộ phận đi kèm của chúng.
Nếu bạn lo nhìn tìm loại làm mát không gây ra tiếng động thì thì không cần đâu. 800D rất yên tĩnh. Máy làm mát Intel cũng nổi tiếng là yên ắng. Ví dụ, AMD Ryzen 9 3900X mạnh mẽ vẫn mát hơn đáng kể và hoạt động tốt hơn đáng kể với Dark Rock Pro 4 so với máy làm mát không khí cũ từ AMD.
Để bất kỳ máy làm mát không khí nào hoạt động hiệu quả nhất có thể, thì phải có đủ luồng khí bên trong vỏ máy chủ, với một hoặc nhiều quạt thổi không khí trong lành vào vỏ máy và một hoặc nhiều quạt buộc không khí nóng ra khỏi thùng máy. Một lần nữa, những người thích các tính năng đi kèm cao cấp sẽ được lợi hơn những người thích chế độ kinh doanh mà các nhà sản xuất case đưa ra, bao gồm các sản phẩm của họ.
Làm mát bằng chất lỏng (Liquid Cooling)
Làm mát bằng chất lỏng là một giải pháp thay thế hiện đại cho làm mát không khí, mang lại hiệu suất nhiệt tuyệt vời, ít tiếng ồn và tăng tuổi thọ của các bộ phận. Với một hệ thống làm mát bằng chất lỏng duy nhất, nó có thể làm mát cả CPU và GPU cùng một lúc.
Nước là một trong những lựa chọn tốt nhất cho các ứng dụng làm mát bằng chất lỏng do khả năng tỏa nhiệt cao, nhưng cũng có những chất làm mát đặc biệt có chứa chất phụ gia chống ăn mòn, thuốc nhuộm và chất diệt khuẩn. Một ví dụ điển hình của hệ thống làm mát chất lỏng hiệu năng cao là Be Quiet! Silent Loop 360, có rad 360mm và 3 quạt Pure Wings 2.
Các hệ thống làm mát bằng chất lỏng đòi hỏi một số bảo trì, chẳng hạn như định kỳ tăng mức chất lỏng, và cũng có nguy cơ chất làm mát thoát khỏi hệ thống thông qua kết nối bị nứt hoặc bị lỗi và gây ra thiệt hại hàng trăm đô la cho các thành phần phần cứng.
Phần kết luận
Chúng tôi hy vọng rằng bây giờ bạn đã hiểu rõ hơn về cách chọn phần cứng để kết xuất các dự án 3D. Các thành phần phần cứng dùng cho máy chủ trong lĩnh vực đồ họa 3D không phải là rẻ, và phải mất một số công việc khác nữa để đảm bảo khả năng tương thích của chúng. Nếu bạn muốn tránh chi hàng ngàn đô la cho phần cứng (mà chắc chắn sẽ trở nên lỗi thời chỉ sau vài năm) và bỏ qua cài đặt cũng như cấu hình của chúng, việc sử dụng dịch vụ Cloud Rendering, thuê máy chủ ảo CPU/GPU (GPUhub) hay dịch vụ Remote Render Farm như các dịch vụ mà iRender cung cấp là lựa chọn tối ưu cho ngân sách và thời gian của bạn.
