長久以來，圖形卡市場就有專業顯卡和娛樂顯卡之分，兩者既相互關聯，又涇渭分明。關聯者，兩者都是計算機強大圖形顯示能力的有效保證，且有時均由同一廠商提供，在晶片研發方面相互借鑑關聯；分明者，兩者針對不同用戶，娛樂顯卡針對消費娛樂市場，提供對遊戲、影音、商用圖形的支持，而專業顯卡則針對專業圖形設計用戶，且由於專業卡大多安裝在圖形工作站平臺內，因此也被稱為工作站圖卡。用戶定位不同，導致專業卡和娛樂卡在品質精度、軟體驅動和價格等方面有著較大差別。本文將在Solidworks公司的三維機械設計軟體Solidworks 2008上，帶領讀者體驗專業顯卡在專業圖形軟體中的效能表現。
一、 Solidworks 2008與測試平臺
SolidWorks公司是達索系統（Dassault Systemes S.A）旗下的公司，專門研發和銷售Windows平臺下的三維機械設計軟體。1993年，PTC公司的技術副總裁與CV公司的副總裁發起成立了SolidWorks公司，因此，SolidWorks公司的產品上留下了很深CV公司和PTC公司的影子，但有具有自身鮮明的個性——完全基於Windows平臺的、參數化特徵建模三維機械設計系統。SolidWorks軟體自1995年誕生起一直是機械工程師和設計師的最喜歡的CAD系統之一，其始終代表著CAD軟體業「易用性、創新性和實用性」的潮流。
由於使用了Windows OLE技術、直觀式設計技術、通用的Parasolid內核以及良好的與第三方軟體的集成技術，SolidWorks成為全球裝機量最大的三維設計軟體。
在中國地區，根據《CAD/CAM與製造業信息化》雜誌2006年的調查，有超過45%的CAD工程師正在或曾經使用SolidWorks軟體，在清華大學、北京航空航天大學、北京理工大學和上海交通大學等知名大專院校中，SolidWorks成為了最受學生歡迎的三維設計教學輔助性軟體平臺。在中端主流三維CAD系統中，SolidWorks是當之無愧的第一名。
為什麼SolidWorks如此受歡迎呢？這與SolidWorks的易學易用、且對硬體系統要求不高有關。完全基於Windows平臺的SolidWorks在Windows下系統資源的利用率非常出色，能以有限的系統資源獲得良好的三維圖形表現。在SolidWorks 2006版本的時候，普通的P4處理器配合512MB內存和入門級專業圖卡，就能處理大多數三維設計任務，甚至包括1000個零件左右的裝配體。在2008版本時代，64位技術和WINDOWS VISTA出現了，而用戶也希望SolidWorks更加智能，系統處理能力更加強大，因此，SolidWorks 2008的硬體需求大幅度提高了。儘管SolidWorks官方公布的配置仍然非常平民化，但實際上要流暢運行SolidWorks 2008版本軟體完成設計任務（是作為工作平臺而不是作為學習平臺），2GHz的處理器、1GB的內存和一片中端專業顯卡是必不可少的。
而當模型的特徵大於1000，或者裝配體的零件數量接近10000個，最好安裝4GB以上的內存，而處理器則採用多核64位產品。顯卡方面，用戶仍然可以採用中端配置的專業圖卡，這就是SolidWorks的特點之一，儘管模型規模變大，但SolidWorks對顯卡的需求並不是無限制的提高。我們在這裡推薦的顯卡是麗臺Quadro FX 1700顯卡。
SolidWorks的用戶主要集中在常見機械產品設計領域，很少出現超大規模的模型，即使在系統內將圖形顯示品質開到最大（其實沒有必要，機械結構設計的過程中對模型顯示品質的要求不高，在外觀設計階段才有所需求），麗臺Quadro FX 1700顯卡也能應付自如。
不過需要指出，SolidWorks 2008隻有在經過認證的專業顯卡上才能打開一些模型渲染選項，如REAL VIEW功能，這項功能保證模型能獲得實時高質量的渲染，以幫助外觀設計師即時獲得材質體驗，而不必等待最終的渲染工作。打開REAL VIEW功能後，模型變得極富真實感，特別是金屬材質的模型，材質的真實感更強。通過認證、且仍在市場上銷售的顯卡僅有Quadro系列和FireGL系列，麗臺Quadro FX 1700顯卡就是其中之一。
本次測試SolidWorks 2008的硬體平臺如下：
處理器 Intel Xeon 5120雙核，1.86G雙核
內存 4GB ECC DDR2
顯卡 麗臺Quadro FX 1700, 512MB顯存，256bit，支持DirectX 10和OpenGL 2.0，POWERdraft驅動程序
硬碟 160GB SATA2
作業系統 Windows XP PRO 64
測試平臺的配置和大多數企業中常使用的中端主流工作站類似，另外，為了在64位平臺下運行SolidWorks 2008，我們還安裝了64位升級包，以便應用程式能獲得更好的內存效率。
二、 麗臺Quadro FX 1700和Quadro FX顯卡
麗臺 Quadro FX 1700是一款專業圖形3D顯卡，是麗臺 Quadro FX 1500的後續產品。麗臺 Quadro FX 1700顯卡採用DirectX 10統一渲染架構，沒有傳統意義上渲染管線的概念，支持DirectX10.0和Shader Model 4.0等特效。
供電部分，這款顯卡採用了核心與顯存獨立的供電方式，顯卡採用了三洋固態電容與電解電容的搭配，加上半封閉的電感，為顯卡長期穩定提供了保證。 散熱方面，麗臺 Quadro FX 1700搭載了渦輪散熱器，具有不俗的散熱效果，達到了靜音散熱的目的。
顯存部分，麗臺 Quadro FX 1700顯卡搭載了2.5ns GDDR2顯存顆粒，組成了512MB/128bit的規格，由於使用了512MB大容量的顯存，在專業製圖領域有著更突出的表現。 輸出部分，麗臺 Quadro FX 1700顯卡採用了雙DVI+S-Video，支持各種類型的雙頭輸出模式，加上板載獨立的RAMDAC與TMDS模塊，實現高達2560x1600的高 解析度輸出。
NVIDIA Quadro FX顯卡具有統一渲染架構技術，可讓著色器模擬各式各樣的物理特徵，如光源效果中的光源散布、反射、折射及BRDF模型等，又如鑄造物表面效果、多孔表面效果和塑料體表面效果等物質表面的特性。實時著色器可讓這些效果相互結合，並可隨意進行修飾，以實時、真實地顯示模型。統一渲染架構技術的效率和效果是2D靜態材質貼圖所不能比擬的。
特 性 麗臺NVIDIA Quadro FX 3700
顯存數量 512MB DDR2
顯存位寬 128-bit
顯存帶寬 12.8GB/sec.c
最高功耗 42W
顯示器連接 2個DVI-I，HD-OUT
支持圖形API OpenGL2.1，Shader Model 4.0，DirectX 10.0
SLI支持 否
幾何處理能力（每秒處理三角形數量） 191 Million
填充率（每秒處理像素數量） 7.36 Billion
作為專業顯卡Quadro FX家族中的一員，麗臺Quadro FX 1700相比娛樂類的GEFORCE顯卡有著本質的不同。
（1） 矢量圖形硬體抗鋸齒功能
在CAD軟體中，精確的線條圖不是以像素數據的形式存在，而是以矢量數據定義的形式存在，如此可以保證圖形計算的精確性。但是，顯示器顯示圖形時必須以像素形式。因此，精確的矢量圖形以像素形式近似地顯示就會出現精度降低的問題，表現在屏幕上就是線條和曲面、實體的邊緣不光滑，鋸齒現象非常明顯。對於規模龐大且精細的CAD線條圖形而言，鋸齒對顯示效果的影響是很明顯的。Quadro FX專業顯卡對矢量數據的顯示採用了更為精確的數據模型，在數據量大幅度增加的情況下，減輕甚至消除了鋸齒問題，這就是Quadro FX的硬體抗鋸齒功能。對於GEFORCE顯卡的用戶而言，矢量圖的精確顯示則並不重要。
（2） 硬體邏輯操作
CAD圖形設計過程是人機互動的過程，設計人員經常需要對三維圖形中特定的點、線、面進行拾取，以執行特定的操作。比較典型的操作過程是：選取操作對象，旋轉、局部放大或平移，執行後續操作，這一過程完全是用戶和計算機圖形的精確交互。被拾取的部分圖形必須準確地得到突出顯示，如變成不同的顏色或變得具有透視效果，這種圖形的交互式邏輯操作需要顯卡的硬體支持，而這就是Quadro FX的硬體邏輯操作功能，而這一功能需要顯卡硬體對OpenGL的完美支持。對於GEFORCE顯卡的用戶而言，遊戲過程中並不需要精確的圖形交互，因此，這種矢量圖形的硬體邏輯操作也是GEFORCE顯卡所不提供的。沒有硬體邏輯操作功能的GEFORCE顯卡在CAD軟體下，將此部分操作轉交給了軟體系統，增加了系統的負擔。
（3） 重疊圖形處理
正如上文所講，CAD圖形交互過程中，用戶需要不斷與軟體系統對話，將設計參數、功能參數等數據提供給計算機，計算機也要將處理結果反饋給用戶，因此，在三維圖形界面下必須不斷彈出交互窗口，這些窗口往往與三維模型的場景重疊。你是否想過：重疊部分的三維模型不用顯示，這部分數據如何處理？當用戶移走上層窗口，被遮擋部分的模型能否及時地復現在顯示屏上？新近被遮擋的模型能否及時地被移過來的窗口所覆蓋？這些問題是計算機交互式圖形處理系統所必須考慮到的，而Quadro FX通過硬體楨緩存的形式智能地執行這些操作，被遮擋的像素數據將進入硬體緩存，當窗口移走，再從緩存中回讀像素數據，復現在屏幕上。Quadro FX支持的硬體楨緩存和像素回讀功能非常強大，對於CAD軟體中的重疊圖形處理非常有效，而GEFORCE對此的支持則非常有限，要通過軟體系統進行額外的運算來完成。很多GEFORCE用戶有這樣的感受，在CAD軟體下當彈出窗口較多時，系統的反應開始遲鈍，一些窗口移動後，被遮擋的模型不能及時地復現，需要等待一段時間；彈出菜單本該遮擋下面的圖形，但是正相反，下面的圖形遮擋了菜單……這些都是GEFORCE這樣的娛樂顯卡不能很好的處理重疊圖形問題所造成的。
（4） 動態顯存管理和UMA
針對專業圖形的Quadro FX顯卡具備更為科學的顯存管理機制，當進行大型CAD圖形設計時，顯卡會智能地分配管理顯存，首先保證CAD軟體需要，首先保證當前模型、當前視圖的需要，以保證正在進行的工作流暢運行。而GEFORCE用戶基本不涉及這個問題，因此也不提供類似的顯存管理功能。其結果是，使用GEFORCE運行大型三維圖形設計時，256MB顯存的實際效果與同樣Quadro FX 256MB顯存的效果相差巨大，且同時運行多個模型時GEFORCE的運行效率大幅度降低。而且，Quadro FX支持UMA（統一顯存構架）技術，將禎、材質和矢量數據統一存放在顯存中，並根據應用需要動態調整資源，提高了數據傳輸和顯存利用的效率，對進行複雜外觀、場景設計的CAD和DCC用戶而言，UMA所帶來的效果非常明顯。
（5） 雙面光源處理
在計算機中顯示三維模型需要通過三角形或多邊性的面片，這些面片組成了多姿多彩的三維世界。而為了得到真實感的三維模型，必須考慮光源問題，必須通過計算機模擬自然界光源的反射、散射等效果。Quadro FX支持雙面光源處理，保證了當CAD用戶旋轉不封閉曲面，或剖切封閉的空間時，三維模型的另一面或內表面同樣得到很好的光源處理，從而得到內外兼具真實感的完整三維模型。GEFORCE用戶並不需要雙面光源處理，因為在遊戲場景中的三維物體僅僅需要處理對外顯示的面，而物體的內側不需要顯示，因而不需要額外花費資源進行處理。這是三維CAD和三維遊戲的需求明顯不同，因此，Quadro FX和GEFORCE在處理這一問題時所採用的方式也明顯不同。
（6） 專業軟體認證和優化
為了保證在各種CAD/DCC專業軟體中獲得最佳表現，Quadro FX全系列顯卡都額外進行一項工作：專業軟體認證。NVIDIA和大量的專業軟體廠商合作，包括Autodesk、PTC、DASSAULT SYSTEMES、Solidworks、Simense PLM等主流廠商，在Quadro FX的設計、檢測階段保證其在專業軟體中的良好、穩定表現。在Quadro FX顯卡的驅動程序中，專門針對不同的專業應用進行了優化調整，用戶選擇相應的優化方案後效能可以得到不同程度的改善。而這些工作是不會在GEFORCE顯卡系列上進行的，理由很簡單，成本會大幅度提升，而遊戲娛樂用戶也不需要。
（7） 壽命周期和技術支持
工作站計算機產品的更新周期不低於18個月，而家用娛樂計算機產品的更新周期不會超過12個月。換句話說：一片Quadro FX顯卡在用戶那裡即使連續服役超過1年半，也能應付專業工作的需要；一片GEFORCE顯卡如果到了一年還不下崗，用戶恐怕無法享受市面上新的遊戲了。兩者壽命周期的不同也導致了服務期限的不同，Quadro FX的客戶服務長達3年之久，而服務範疇除了硬體方面的問題外，還包括專業軟體和硬體平臺之間的兼容性問題。GEFORCE顯卡的服務大多不超過6個月，有些廠商也宣稱三年，但使用超過1年的GEFORCE顯卡誰還會關心服務呢？直接購買新上市的產品顯然更划算。
（8） 專業平臺下的性能差距
讓我們看看Quadro FX顯卡和GEFORCE顯卡在專業圖形系統下的性能到底有多大差距吧。我們採用通用的SPEC Viewperf 10來進行測試，請看下面的表格。
項目 Quadro FX 1700 Geforece 8600 GTS 差距
3dsmax 30.21 9.75 307%
Catia 35.11 5.84 599%
Ensight 28.94 13.11 213%
Maya 110.09 26.64 412%
ProE 33.92 12.55 270%
SW 57.66 14.81 384%
Tcvis 23.67 3.02 766%
Ugnx 19.54 3.81 633%
測試平臺的其他配件都是一樣的，僅僅顯卡不同（驅動程序不同，均關閉FSAA），兩者間的差距非常明顯，在Tcvis 和UG NX測試中，項目性能差距甚至達到了766%和633%。
三、 實際測試
在用戶反饋的基礎上，SolidWorks 2008 相比上一版本新增了 250 多個增強性的功能，這些功能只有一個目的，那就是幫助用戶將主要精力放在設計上，而不是放在如何使用軟體上。Quadro FX 1700也是如此，它和SolidWorks 2008可謂一對絕配，幫助用戶不知不覺間獲得最佳的設計體驗。通過Quadro FX 1700這類專業顯卡的支持，SolidWorks 2008新增的真實感功能得到了最好的展現，通過實時的材料、環境照明、反射和陰影效果，用戶可以更好地實時「實現」自己的設計。
SolidWorks從2004版本開始，與NVIDIA公司合作開發了realview功能，幫助用戶獲得更好的真實感圖形渲染效果，以便在設計早期就能預覽產品最終的形態，這一功能獲得了用戶的廣泛認同。在SolidWorks 2008發布後，realview的版本升級到了2.0，功能更強，效果更高。而且，性能更強的新一代NVIDIA Quadro FX顯卡加入了realview的支持列表，Quadro FX 1700就是其中之一。Realview 2.0的發布代表了硬體廠商NVIDIA和三維設計軟體廠商SolidWorks的合作進一步加深。
採用Realview 2.0技術的SolidWorks 2008，在模型光感、材質表現方面邁進了一大臺階。設計師不需要進行任何多餘的設置，只要制定了材質，打開軟體的Realview功能開關，在軟體界面下的模型就會發生翻天覆地的變化。
在Quadro FX 1700的驅動程序中，我們可以根據CAD應用的種類選擇相應的3D參數設置，如下圖。這些設置背後是大量顯卡硬體和驅動參數的自動化調整，通過這些調整獲得最佳的性能表現。SolidWorks也在這些列表中，列表也表明了Quadro FX 1700通過了相應軟體的認證。
SolidWorks 2008在處理大裝配的時候有自己的辦法，這些辦法幫助用戶不需要很強的硬體系統也能處理大裝配。這個辦法就是「Selective Open」，選擇性地打開大裝配體。大部分用戶在處理大裝配體時僅僅需要對其中的某一部分進行操作，這時可以僅僅選擇將這部分模型讀入內存，其他部分則「輕量化」，這樣一來就能大幅度的節省系統資源，無論是內存還是顯示系統的壓力都減小很多。下圖的這個大裝配是SolidWorks 2008的經典模型，特徵和零配件數量超過了10,000，採用還原方式打開，足足花了系統21分鐘的時間，而採用Selective Open的方式，僅僅花了不到8分鐘的時間（只打開了模型的部分傳動組件）。這個模型在SolidWorks 2008下，打開realview開關，依靠Quadro FX 1700的圖形性能，可以自如的拖動、平移和旋轉，沒有明顯的阻滯感（如果讀入全部數據，恐怕系統就無法正常運行了）。
SolidWorks 2008還提供了SWIFT Instant3D技術，用戶通過拖動等靈活、人性化的方式可以直接修改模型，但是對於複雜的模型，實時地拖動修改需要圖形系統及時作出反應，不能有任何遲滯，否則這項功能就成了擺設，用戶會感覺很「不爽」，而在Quadro FX 1700的加速下，這種情況基本不會發生。
四、 結論
麗臺NVIDIA Quadro FX 1700是面向中端專業圖形用戶的專業顯卡，在CATIA、PRO/E、SolidWorks和MAYA中都能獲得不錯的表現，在SolidWorks 2008中的表現非常不錯。這兩年，SolidWorks的曲面功能和實時渲染功能越來越強，SolidWorks2008也就是個開始，對曲面和模型品質有要求的用戶必須依靠麗臺NVIDIA Quadro FX 1700這樣的專業顯卡才能獲得希望的圖形效果。
筆者建議，預算不緊張的專業用戶，如果在SolidWorks 2008環境下經常需要處理1000個特徵以下的零部或零部件在1000以下的裝配體，可以考慮採用麗臺NVIDIA Quadro FX 1700作為圖形核心，配上主流的雙核處理器和2GB內存，應該可以應付到下一版本SolidWorks 發布的時候，而下一個版本發布的時候，增加一些內存這套平臺就能繼續工作。