Kết xuất GPU - Tất cả những điều cần biết

Kết xuất 3D (3D rendering) là quá trình tạo ra hình ảnh 2D có tính chân thực cao từ các mô hình 3D. Tùy thuộc vào loại bộ xử lý máy tính được sử dụng mà kết xuất có thể được chia thành hai phương pháp: kết xuất dựa trên CPU và kết xuất dựa trên GPU. Bài viết này tập trung vào kết xuất GPU, nếu bạn muốn biết thêm kết xuất CPU có thể xem tại đây.

Bộ xử lý đồ họa (GPU) là các bộ xử lý máy tính được thiết kế để tăng cường hiệu suất kết xuất đồ họa 3D. Kết xuất GPU tận dụng sức mạnh của bộ xử lý đồ họa, bộ nhớ của chính nó (VRAM) và một phần hỗ trợ từ CPU. Nhờ khả năng xử lý song song tốc độ cao với nhiều lõi, kết xuất GPU đã trở nên phổ biến trong các lĩnh vực như preview hoạt hình 3D, trò chơi điện tử, thực tế ảo và các loại hình truyền thông tương tác khác.

🎯 Tốc độ: Mặc dù các lõi GPU không mạnh bằng các lõi CPU khi xét riêng lẻ, nhưng số lượng lõi lớn đã cho phép GPU thực hiện các phép tính toán học nhanh chóng. GPU có thể dành toàn bộ các lõi của nó cho một tác vụ duy nhất, khác với CPU phải xử lý nhiều tác vụ cùng lúc. Khả năng xử lý song song với hàng ngàn lõi nhỏ và tiết kiệm năng lượng giúp GPU kết xuất nhanh chóng và tiêu thụ ít điện năng hơn.

🎯 Kết xuất thời gian thực: GPU vượt trội trong việc kết xuất thời gian thực, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các công việc yêu cầu kết quả nhanh và khả năng lặp lại nhanh chóng, chẳng hạn như phát triển trò chơi và preview hoạt hình 3D. Nhờ khả năng xem trước nhanh, các nghệ sĩ có thể dễ dàng điều chỉnh cảnh, ánh sáng và các yếu tố đồ họa và cải thiện quy trình làm việc.

🎯 Khả năng mở rộng: Trong một thiết lập kết xuất thì GPU có thể dễ dàng mở rộng hơn so với CPU. Chỉ cần bổ sung thêm nhiều GPU là có thể tăng đáng kể hiệu suất render.

🎯 Kỹ thuật và tính năng kết xuất: Kết xuất GPU hỗ trợ các kỹ thuật tiên tiến như dò tia, chiếu sáng toàn cầu, che khuất môi trường (ambient occlusion), độ sâu trường ảnh, và nhòe chuyển động (motion blur). Ngoài ra, nhiều GPU hiện đại được tối ưu hóa cho ray tracing – một kỹ thuật tạo ra hiệu ứng ánh sáng chân thực rất quan trọng trong kết xuất hình ảnh chân thực. Hơn nữa, các bản cập nhật driver thường xuyên của GPU cũng giúp bổ sung tính năng mới và sửa lỗi nhanh chóng hơn so với CPU.

⚙️ Độ chính xác trong kết xuất: GPU kém hơn CPU trong việc xử lý các lệnh phức tạp và các phép toán logic phức tạp. Ngoài ra, hạn chế về bộ nhớ của GPU có thể làm giảm hiệu suất khi kết xuất các cảnh có mức độ chi tiết cao. Do đó, người thiết kế đồ họa thường phải dựa vào việc tối ưu hóa cảnh và những giải pháp khác để đạt được chất lượng kết xuất cao.

⚙️ Bộ nhớ: Bộ nhớ của GPU là VRAM, thường dao động từ 4GB đến 12GB, các mẫu GPU cao cấp thì có thể đạt đến 24GB. Dung lượng bộ nhớ hạn chế này có thể gây ra thách thức lớn khi xử lý các cảnh lớn, thậm chí dẫn đến treo máy nếu GPU bị quá tải.

⚙️ Phụ thuộc vào CPU: Khi kết xuất, GPU không thể hoạt động độc lập mà không có CPU. Quá trình này yêu cầu CPU cung cấp dữ liệu điểm ảnh để GPU có thể thực hiện các tính toán phức tạp. Nếu hiệu suất của CPU chậm hơn đáng kể so với GPU, sẽ xảy ra tình trạng nghẽn cổ chai, khiến một số lõi GPU bị “nhàn rỗi” trong khi chờ dữ liệu. Sự thiếu hiệu quả này sẽ làm giảm hiệu suất kết xuất của GPU.

🔹 Cấu trúc GPU: Thiết kế của GPU ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất và hiệu quả của nó. Các kiến trúc khác nhau, như từ NVIDIA và AMD, có sự khác biệt về hiệu quả năng lượng và khả năng xử lý.

🔹 Tốc độ xung nhịp (Clock Speed): Đây là thông số đo tốc độ mà GPU có thể xử lý dữ liệu. Tốc độ xung nhịp cao hơn thường đồng nghĩa với hiệu suất tốt hơn.

🔹 Số lượng lõi: Lợi thế chính của GPU là khả năng thực hiện các phép tính song song trên một số lượng lớn các lõi, giúp kết xuất nhanh hơn. Do đó, số lượng lõi càng cao thì tốc độ kết xuất càng nhanh.

🔹 Bộ nhớ (VRAM): GPU sử dụng bộ nhớ VRAM để lưu trữ dữ liệu về các điểm ảnh, như màu sắc và vị trí, trong quá trình kết xuất. Do đó dung lượng VRAM ảnh hưởng đến lượng dữ liệu mà GPU có thể xử lý đồng thời. Nhiều VRAM hơn cải thiện hiệu suất khi làm việc với các kết cấu có độ phân giải cao và các cảnh phức tạp.

🔹 Băng thông bộ nhớ: Đây là khả năng đọc hoặc ghi dữ liệu vào VRAM nhanh chóng. Băng thông bộ nhớ cao hơn sẽ cải thiện hiệu suất, đặc biệt trong các cảnh đòi hỏi nhiều bộ nhớ.

🔹 Làm mát: Hệ thống làm mát hiệu quả, như làm mát bằng không khí hoặc chất lỏng, giúp ngăn ngừa hiện tượng giảm hiệu suất nhiệt (thermal throttling), xảy ra khi GPU giảm hiệu suất để tránh quá tải nhiệt, để đảm bảo hiệu suất ổn định.

🔹 Driver và phần mềm: Các bản cập nhật driver thường xuyên tối ưu hóa hiệu suất và khắc phục lỗi. Các thiết lập và tối ưu hóa phần mềm cũng ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của GPU

🔹 Độ phân giải và cài đặt: Hiệu suất của GPU bị ảnh hưởng bởi độ phân giải và các thiết lập đồ họa, như chất lượng kết cấu và chống răng cưa (anti-aliasing), do người dùng cài đặt. Độ phân giải cao và các cài đặt nâng cao yêu cầu nhiều tài nguyên từ GPU hơn.

🔹 Sức mạnh của CPU: Một GPU mạnh sẽ cần một CPU đủ mạnh để đáp ứng nhu cầu xử lý dữ liệu của nó. Nếu CPU chậm hơn, sẽ xảy ra tình trạng nghẽn cổ chai, giới hạn hiệu suất của GPU.

Khi xây dựng PC để phục vụ kết xuất 3D, tất cả các yếu tố trên đều cần được xem xét kỹ lưỡng. Để tiết kiệm thời gian và chi phí, bạn có thể chọn sử dụng render farm như iRender, cung cấp các máy hiệu năng cao được thiết kế riêng cho các tác vụ kết xuất.

▶️ Nhà phát triển: Autodesk

▶️ Lĩnh vực phổ biến: Phim và hoạt hình

▶️ Tích hợp: Maya, 3ds Max, Houdini, and Cinema 4D

▶️ Cấu hình tối thiểu: Windows 10, x86-64 CPUs hỗ trợ SSE4.1

▶️ Bản quyền: khoảng 888,000 đồng/tháng

▶️ Nhà phát triển: Maxon

▶️ Lĩnh vực phổ biến: Hoạt hình 3D và VFX

▶️ Tích hợp: Cinema 4D (trơn tru), Maya, Houdini, Katana và Blender 

▶️ Cấu hình tối thiểu: Windows 10 64-bit, 16GB RAM, GPU NVIDIA với CUDA 5.0 và 8 GB VRAM, hoặc AMD RDNA 2 với 8 GB VRAM

▶️ Bản quyền:: 

• Giá thương mại: khoảng 598,000 – 1,255,000 đồng/tháng
• Giá dành cho giáo dục: khoảng 161,000 đồng/tháng (trả hàng năm) gồm 1 bộ các phần mềm

▶️ Nhà phát triển: OTOY

▶️ Lĩnh vực phổ biến: Hoạt hình 3D và VFX

▶️ Tích hợp: 3Ds Max, Archicad, Autocad, Blender, Cinema  4D, Houdini, Maya và hơn nữa

▶️ Cấu hình tối thiểu: NVIDIA GPU với CUDA, 8GB RAM

▶️ Bản quyền: khoảng 523,000 – 627,000 đồng/tháng

▶️ Nhà phát triển: Chaos

▶️ Lĩnh vực phổ biến: Kiến trúc

▶️ Tích hợp:  3ds Max, Cinema 4D, Houdini, Maya, Nuke, Revit, Rhino, SketchUp, Unreal

▶️ Cấu hình tối thiểu: Intel 64 hoặc AMD 64, 8GB RAM, Windows 10 

▶️ Bản quyền:: 

• Giá thương mại: khoảng 1,960,000 – 2,800,000 đồng/tháng
• Giá dành cho giáo dục: khoảng 292,000 đồng/tháng

▶️ Nhà phát triển: Next Limit Technologies

▶️ Lĩnh vực phổ biến: Phim, hoạt hình, VFX, Kiến trúc

▶️ Tích hợp: Rhinoceros, Sketchup, 3Ds Max, Cinema 4D, Archicad, Form Z, Maya, Multilight

▶️ Cấu hình tối thiểu: Windows 7, 2 GHz Intel® Core2, AMD Athlon 64, 1 GB RAM, NVIDIA GPU CUDA

▶️ Bản quyền:: khoảng 5,100,000 – 12,900,000 đồng/tháng

▶️ Nhà phát triển: Blender Foundation

▶️ Lĩnh vực phổ biến: Phim hoạt hình, hiệu ứng hình ảnh, mô hình in 3D, đồ họa chuyển động, thực tế ảo và trò chơi

▶️ Tích hợp: Maya, 3ds Max, Unity, Unreal Engine (qua việc xuất file)

▶️ Cấu hình tối thiểu: Windows 8.1 (64-bit), CPU 4 hỗ trợ SSE4.2, 8GB RAM 

▶️ Bản quyền: miễn phí

iRender cung cấp các máy cấu hình cao với thông số kỹ thuật cao cấp: GPU tân tiến bao gồm 1/2/4/6/8 x RTX4090 hoặc RTX3090 với CPU mạnh mẽ như AMD Ryzen™ Threadripper™ PRO 3955WX @ 3.9 – 4.2GHz hay AMD Ryzen™ Threadripper™ PRO 5975WX @ 3.6 – 4.5GHz, RAM 256GB và NVMe SSD 2TB, có thể cải thiện đáng kể tốc độ kết xuất GPU. Quan trọng nhất, chúng tôi luôn cập nhật lên công nghệ GPU mới nhất.

Vì sao nên chọn iRender?

Ngoài những máy chủ cấu hình cao, iRender còn cung cấp nhiều tiện ích khác nhằm đem lại trải nghiệm sử dụng tốt nhất cho người dùng.

• Máy chủ dành riêng cho bạn: Bạn có toàn quyền kiểm soát và truy cập vào máy chủ mà bạn thuê. Mọi thiết lập và dữ liệu sẽ được lưu trữ cho những lần sử dụng tiếp theo.
• Truyền file dễ dàng, miễn phí giữa máy tính của bạn và máy chủ của iRender thông qua ứng dụng “GPU iRender” dành cho người dùng hệ điều hành Windows hoặc ứng dụng “iRender Drive” dành cho người dùng hệ điều hành MacOS.
• Đội ngũ hỗ trợ chuyên nghiệp 24/7 luôn sẵn sàng tiếp nhận, giải đáp và hỗ trợ mọi thắc mắc hay vấn đề của bạn..
• Đáp ứng mọi phần mềm: Máy chủ của iRender được thiết kế để đáp ứng nhu cầu cấu hình của mọi phần mềm 3D và công cụ kết xuất ở nhiều mức chi phí đa dạng lựa chọn cho người dùng.

Hãy xem hiệu suất render CPU trên máy chủ của chúng tôi qua các video dưới đây:

Kết xuất Cycles và Redshift

Kết xuất Octane

Nếu bạn vẫn đang phân vân không biết nên chọn máy tính cấu hình nào phù hợp cho dự án của mình, hãy ĐĂNG KÝ NGAY để trải nghiệm miễn phí và nhận nhiều ưu đãi hấp dẫn cùng chúng tôi ngay hôm nay.

Mọi thắc mắc xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua Live chat 24/7, hoặc tới email: [email protected] để được hỗ trợ nhanh nhất!

Chúc bạn đọc một năm mới ăn khang thịnh vượng!

Nguồn: Maxwellrender, Nextlimitsupport, Blender, Chaos, OTOY, Maxon, Autodesk, Intel, Linkedin, The pixel lab