超能課堂(268):Quadro品牌二十年,從誕生到消失

Quadro作為英偉達旗下的專業圖形品牌,其產品適用於運行專業計算機輔助設計 (CAD)、計算機生成圖像 (CGI)、數字內容創建 (DCC) 應用、科學計算和機器學習的工作站。在GTC 2020技術大會上,英偉達發布了Ampere架構的新一代專業顯卡RTX A6000。本來這是很正常的一次更新疊代,但熟悉英偉達專業顯卡產品線的用戶可能會發現,這次與以往有些許不同,因為沒有再使用Quadro品牌了。

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如果把時間再往前推幾個月,英偉達宣布推出A100通用計算GPU的時候,也沒有使用過往的Tesla品牌。這意味著英偉達貫徹多年的遊戲娛樂(GeForce)/專業圖形(Quadro)/通用計算(Tesla)三大品牌,除了使用時間最長的GeForce以外,其他都默默地消失了。在Tesla品牌消失的時候,流傳一種說法,因為與如日中天的電動車品牌Tesla同名。在Quadro品牌上,英偉達官方給出的答案是「簡化」,除了簡化顯卡的名字,或許還有其他原因。

Quadro品牌的征程:跨越20年

1999年:ELSA Synergy II

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如果經歷過90年代末期的DIY市場,一般都會記得ELSA(艾爾莎)這個品牌。這件來自德國的顯卡廠商,在專業市場也有著很好的口碑。這個品牌有著出色的研發團隊,使用相同的晶片可以有更好的電路設計,更重要的是ELSA在驅動方面有著很強的實力。ELSA顯卡使用經過自己優化的驅動,比起公版驅動,bug更少,性能更好。

英偉達與ELSA在專業顯卡上的第一次合作是在1999年,使用代號NV5的TNT2晶片,推出了入門級專業顯卡Synergy II,這也是英偉達第一次邁進專業市場,是Quadro的前身。當時專業顯卡和普通的顯示晶片有著比較大的區別,同時更多地是針對OpenGL設計,這款產品可以說是打破了兩者之間的壁壘。在這款產品上,ELSA的研發團隊幫助英偉達解決了相當多的兼容問題。

2000年:Quadro

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很快,英偉達發布了代號NV10的GeForce 256,這是第一款內建了硬體T&L的顯示晶片,GPU就是源於此,具有劃時代的意義。此外,英偉達在2000年1月1日(預示全新的開始)推出了代號NV10GL的Quadro工作站級圖形處理晶片,這是基於GeForce 256設計的。當時英偉達並沒有嚴格地把GeForce和Quadro分開,晶片上也同時有兩個品牌,所以很多人把專業晶片稱為GeForce Quadro。

經過第一次合作,熟悉專業顯卡設計的ELSA也順理成章地成為英偉達的御用合作夥伴,推出了使用NV10GL的Gloria II專業顯卡。在Quadro系列的初期,ELSA扮演的是現在麗台+EVGA+PNY的角色。Quadro品牌的出現,意味著英偉達開始有意識地區分遊戲卡和專業卡,Quadro也正式開始20年的征程。

2000年:Quadro2 系列

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僅僅過了半年多一些,英偉達在2000年7月25日,推出了Quadro2系列,分別是Quadro2 Pro(NV15GL)和Quadro2 MXR/MXR LP(NV11GL)。這個時期,英偉達的GeForce 2系列在設計上已經是相當成熟了,GeForce系列顯卡有一統遊戲顯卡江湖的氣勢,但在專業顯卡領域,英偉達還要面對3Dlabs Wildcat系列等舊勢力的競爭。

當年的「黃氏定律」,即每半年顯卡晶片產品線升級一次,性能翻倍,並不是說說而已。這一代專業顯卡上,英偉達直接向OEM廠商捆綁銷售,包括顯卡和驅動。英偉達解釋的原因是專業顯卡的供應基於市場的實際情況來確定的,一直產量較低。

2001年:Quadro DDC

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在這一代產品上,英偉達一改常態,沒有使用Quadro3這樣的名稱。這款代號NV20GL是在2001年3月14日發布的,對應的遊戲顯卡是GeForce3,存在感相對比較低。

這期間還發生了一件事,就是ELSA德國總公司因投資失誤破產,從此N卡第一大牌子分崩離析。英偉達接管了ELSA的驅動研發團隊,同時將亞太區Quadro系列專業顯卡交給了麗台,技嘉也接收了ELSA亞太區的業務。雖然經重組後,ELSA仍繼續生產Quadro系列顯卡在部分地區銷售,例如日本市場,但已大不如前。此後ATI推出與Quadro系列競爭的FireGL系列,亞太區的代理權由技嘉接收後的ELSA負責。

2002年:Quadro4 系列

英偉達在2002年2月19日推出了Quadro4系列,分別有Quadro4 900/750/700 XGL(NV25GL)和Quadro4 550/500 XGL(NV17GL),對應的就是GeForce4 Ti和GeForce4 MX系列顯卡。後來又做了升級,在11月12日發布了支持AGP 8X的版本,Quadro4 980/780 XGL(NV28GL)和Quadro4 580/380 XGL(NV18GL)。

到了這個時期,英偉達可以說是顯示晶片上的霸主了,無論遊戲顯卡還是專業顯卡,形成了高中低端的合理搭配,都占據了市場絕對優勢。

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在過去幾代Quadro顯卡上,人們通過刷BIOS、改ID、換驅動甚至改動電路零件等方法,使GeForce顯卡搖身一變成為Quadro顯卡。到了Quadro4系列時期,專業顯卡和遊戲顯卡在定位上已經有比較明確的區分,相互之間的價格拉得更大,但設計上仍存在很多一致性。有廠商為了迎合部分用戶的需要,推出的GeForce顯卡參照了Quadro顯卡的設計,用戶簡單刷一下就能直接變身。雖然使用上存在一些bug,但是在巨大的差價面前,這些都是小問題。

2003年:Quadro FX 系列

在Quadro4之後,英偉達沒有繼續以Quadro+數字的形式來命名了,改成了Quadro+FX+數字的形式,這與當時GeForce顯卡有著非常強的一致性。首批採用新命名規則的產品,對應的遊戲顯卡是GeForce FX 5000系列。大概是NV3x系列GPU讓英偉達有不太好的回憶,在後來採用NV4x系列GPU的GeForce顯卡上就沒有加FX了,不過在Quadro品牌上仍延續用了好幾代產品。

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如果不熟悉Quadro系列的朋友,肯定會被Quadro FX系列的各種型號搞得頭暈。如此混亂的原因有幾點:

一,Quadro FX系列跨越了好幾代產品,時間從2003年一直到2009年。
二,顯卡恰好處於AGP接口轉向PCIe接口的時期,不但有兩種不同的接口,甚至還提供了PCI接口的產品。
三,顯卡向統一架構轉變,開始使用流處理器。
四,隨著用戶的需求增大,Quadro系列的產品線變得更豐富,型號更多。
五,ATI的崛起給了英偉達真正的威脅,這期間有兩次在性能交鋒上AMD占據了優勢,同時ATI及後來的AMD也開始涉足專業顯卡市場,推出FireGL系列相抗衡。

在Quadro FX系列的時期,使用GeForce顯卡改造成Quadro顯卡的事情基本消失了,英偉達在設計、對廠商的管控和軟體優化等各方面都非常嚴格地將兩條產品線做了區分。

AGP接口(2003年-2004年)

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使用AGP接口的Quadro FX系列顯卡分別採用了NV40GL與NV3xGL系列GPU。NV3x對應的就是GeForce FX 5000系列顯卡,這一代產品可以說不成功,甚至用失敗來形容也不夸張,是英偉達成為顯卡領域霸主後第一次嚴重受挫。NV40GL則對應的是GeForce 6800GT,這一代顯卡可以說是英偉達再次翻身之作。

NV3xGL系列的Quadro系列顯卡最早發布的是Quadro FX 1000/2000(NV30GL),時間是2003年1月21日,此後還有Quadro FX 3000(NV35GL)、Quadro FX 1100(NV36GL)、Quadro FX 700(NV31GL)和Quadro FX 500(NV34GL)。採用NV40GL的是Quadro FX 4000,發布於2004年4月1日。

PCI接口(2004年)

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Quadro FX 600(NV34GL)算是一款比較例外的產品,不過當時消費市場上仍然有類似GeForce FX 5200這樣的低端顯卡使用PCI接口,方便一些使用舊平台的用戶升級,同時有些工控/商業用戶也可能需要這樣的產品。

PCIe接口(2004年-2009年)

第一塊使用PCIe接口的Quadro顯卡是Quadro FX 4000的PCIe版,同樣發布於2004年4月1日,採用的是NV42GL。採用PCIe接口的Quadro FX系列的型號非常多,橫跨數代產品。命名上還是有點規律的,不過並不是絕對的,大概可以理解為:Quadro FX+四位數的型號定位高於Quadro FX+三位數的型號;第一位的數字越大,定位越高;第二位的數字越大,相對來說更先進(0是例外)。

NV3xGL系列包括有Quadro FX 1300(NV38GL)和Quadro FX 330(NV35GL),NV4xGL系列包括有Quadro FX 4400/3400(NV45GL)、Quadro FX 4000/3450(NV42GL)、Quadro 1400(NV41GL)和Quadro FX 540/550(NV43GL),G7xGL系列包括有Quadro FX 5500//3500/1500(G71GL)、Quadro FX 4500/4500 x2(G70GL)、Quadro FX 560(G73GL)和Quadro FX 350(G72GL)。

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對於英偉達而言,G80是一塊劃時代的晶片,除了首次使用統一渲染架構和完全支持DirectX 10,其原有的三大品牌之一的Tesla,其首款通用計算產品Tesla C870也是基於G80核心,從此英偉達走上了另外一條道路,為日後進入數據中心及超算領域打下了基礎。首款使用新架構的Quadro顯卡是Quadro FX 5600(G80GL),發布於2007年3月5日。

G8xGL系列包括有Quadro FX 5600/4600(G80GL)、Quadro FX 1700/570/370(G84GL)和Quadro FX 370 LP(G86),G9xGL系列包括有Quadro FX 4700 X2/3700(G92)、Quadro FX 1800(G94)和Quadro FX 580/380(G96),GT2xxGL系列包括有Quadro FX 5800/4800/3800(G200GL)和Quadro FX 380 LP(GT218GL)。

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這時期英偉達還專門為中國市場打造了一塊性價比頗高的專業顯卡Quadro VX 200,採用G92核心,針對Autodesk、AutoCAD以及3ds Max做了相關優化,在2008年11月7日發布。其實可以理解為,比起原有的Quadro FX系列顯卡,不支持某些國內不常用的專業軟體,以此提高性價比。差不多在同一時間,英偉達還發布了一款名為Quadro CX的專業顯卡,採用GT200GL核心,專門為當時新推出的Adobe Creative Suite 4做全面優化。

2010年:Quadro 系列

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英偉達與AMD在這個時期處於膠著狀態,而在專業顯卡產品線上,也改變了命名方式,採用了Quadro+數字的形式,相對來說比從前簡化了。首款產品是Quadro 4000,發布於2010年11月2日。在民間,不少商家和用戶將這個系列的型號以Q+數字的形式稱呼,例如將Quadro 4000稱為Q4000。

除了最低端的Quadro 400(GT216GL)和Quadro 400(GK107GLM)外,其他都是採用GF10xGL系列的產品,包括有Quadro 6000/5000/4000(GF100GL)、Quadro 7000(GF110GL)、Quadro 2000/2000D(GF106GL)和Quadro 600(GF108GL)。

2012年:Quadro K 系列

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到了Kepler架構時期,英偉達又一次改變了Quadro系列產品線的命名規則,改為以Quadro+架構首字母+數字的形式,首款產品是Quadro K5000(GK104GL),發布於2012年8月17日。Quadro K系列一直頗受專業用戶歡迎,一方面是因為Kepler架構的技術特點,另一方面是對使用Mac Pro/黑蘋果的用戶很友好,是macOS可以實現免驅支持的最後一代Quadro系列顯卡(大部分Quadro K系列都可以)。

其中Quadro K5000/K4200(GK104GL)、Quadro K6000/K2200(GK100GL)、Quadro K4000(GK106GL)、Quadro K2200/K2200D/K600/K420(GK107GL)都採用了Kepler架構,而Quadro K1200/K620(GM107GL)則是Maxwell架構。

2015年:Quadro M 系列

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由於初期在Maxwell架構上的嘗試非常成功,英偉達毫不猶豫地將Maxwell架構加以改進擴展到整個產品線,同時Quadro系列也得到了更新,採用全新命名的首款產品是高端型號Quadro M6000(GM200),發布於2015年3月15日。從這一代開始,統一前綴的型號全部採用同一個架構。

全系列包括有Quadro M6000/M6000 24GB版(GM200)、Quadro M5000/M4000(GM204)和Quadro M5000(GM206)。

2016年:Quadro P 系列

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在過去近十年中,採用Pascal架構的Quadro系列產品線應該是最完整的一次,從高端到低端布置得很完善,可見這一代產品的適用性非常好。即使到現在,一些低端型號仍然有不少市場,這與市場的需求變化和Pascal架構的技術特點密不可分。首款產品是Quadro P6000(GP102)和Quadro P5000(GP104),發布於2016年10月1日。

全系列包括有Quadro GP100(GP100)、Quadro GV100(GV100)、Quadro P6000(GP102)、Quadro P5000/P4000(GP104)、Quadro P2000/P2200(GP106)和Quadro P1000/P620/P600/P400(GP107)。

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自使用英偉達GPU的MacBook Pro出問題後,蘋果與英偉達之間的關系一直比較緊張,出於各種原因,後來蘋果只使用AMD的GPU。雖然在Quadro K系列之後,蘋果在macOS上不再實現免驅支持,但個別型號的英偉達顯卡仍然可以通過WebDriver在macOS運行。可惜蘋果最終和英偉達關系破裂,macOS 10.14 Mojave版本開始不再支持CUDA,英偉達在CUDA 10.2(包括工具包和驅動)後也放棄了對macOS相關的支持和開發,Quadro P系列顯卡(包括大部分Pascal架構的GeForce顯卡)運行在macOS 10.13基本上就是兩者之間合作的絕唱了。

2018年:Quadro RTX 系列

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隨著英偉達新一代Turing架構的發布,光線追蹤技術也被引進到Quadro系列產品線上。大概是出於對這項新技術的重視,英偉達也為此改變了命名規則,採用了Quadro+RTX+數字的形式,這與十幾年前,Quadro FX系列的思路相類似,不過也是Quadro品牌最後一次出現在人們的視野中。隨著2020年到2021年,英偉達新一代產品發布,Quadro RTX系列基本會被替換掉,未來新產品應該都會以RTX+字母+數字的形式去表示。

全系列包括有Quadro RTX 8000/RTX 6000(TU102),以及Quadro RTX 5000/RTX 4000(TU104)。

2003年:Quadro NVS 系列

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Quadro NVS系列是2003年的時候,英偉達開辟的一個單獨的子系列產品線,目標是需要體積小、低功耗和多屏輸出的商業用戶。這部分群體對於性能要求不高,產品很多是採用被動散熱系統。為了迎合用戶群體的需要,早期不少產品都有採用PCI接口的對應版本。第一款Quadro NVS系列產品是Quadro NVS 280(NV34),發布於2003年10月28日,同時擁有PCIe、AGP和PCI三種不同接口的版本。

整個系列的產品並不多,從最早的支持雙屏輸出,到最後支持八屏輸出,前後12年的時間。事實上,英偉達在2011年1月8日推出的NVS 300已經抹去了Quadro,直接以NVS直接代表多屏顯示卡。原因大概是,同為Quadro系列,但是產品定位和目標用戶群不一樣,曾出現個別用戶不了解,購買了Quadro NVS顯卡作為專業圖形卡使用,發現性能太差才意識到買錯產品。不過直至今天,很多人仍然習慣地冠以Quadro NVS的稱呼。

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自從2015年11月4日,英偉達發布了支持八屏輸出的NVS 810(GM107 x2)之後,這個系列就再也沒有更新過了。隨著這幾年顯卡對多屏輸出的支持越來越好,有這方面需求的用戶,可以使用正常Quadro系列產品線的低端顯卡代替,例如Quadro P400/P600分別可以支持三屏和四屏輸出,這些產品都採用了半高卡規格,適用性相當好。

全系列包括有Quadro NVS 50(NV18:AGP 8x/PCI)、Quadro NVS 100/200(NV17:AGP 4x/PCI)、Quadro NVS 280(NV34:PCIe 16x/AGP 8x/PCI)、Quadro NVS 285(NV44:PCIe 16x/PCIe 1x)、Quadro NVS 290(G86:PCIe 16x/PCIe 1x)、Quadro NVS 295(G98:PCIe 16x/PCIe 1x)、Quadro NVS 400(NV17 x2:PCI)、Quadro NVS 420(G98 x2:PCIe 16x/PCIe 1x)、Quadro NVS 440(NV43 x2:PCIe 16x/PCIe 1x)、Quadro NVS 450(G98 x2:PCIe 16x)、NVS 300(GT218:PCIe 16x/PCIe 1x)、NVS 310/315(GF119:PCIe 16x)、NVS 510(GK107:PCIe 16x)和NVS 810(GM107 x2:PCIe 16x)。

Quadro品牌的專業性:隨時代發展變模糊

多屏輸出和高解析度顯示

對於很大部分的用戶來說,一般單螢幕或者雙屏顯示就足夠了,但對於專業用戶來說,四屏或以上的拼接和融合有時候是必須的,甚至還需要配置DisplayPort接口,實現2K和4K解析度輸出。如果性能要求不高,使用Quadro NVS系列可能就滿足了,但對於有性能要求的用戶來說,或許要使用英偉達的Mosaic技術,這樣的操作成本並不低。

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如果想實現多螢幕輸出,在早期可能需要Quadro Plex,里面有兩塊Quadro顯卡+G-Sync同步子卡,可以實現四屏輸出,如果想輸出更多就需要多台Quadro Plex。由於復雜而且昂貴,英偉達最後取消了Quadro Plex,不過Mosaic技術仍在使用。在一段時期內,GeForce顯卡可能只有一個或兩個DisplayPort接口,如果想實現多螢幕的高解析度輸出,同時使用的是DisplayPort接口,根本滿足不了需求。

事實上對絕大部分的用戶來說,目前能支持四屏輸出已經很足夠了,特別在Quadro P系列和GeForce GTX 10系列開始,對多屏輸出的支持比以前好了很多,而且多個4K@60Hz輸出也不是問題。如果有玩家在Pascal架構或更早的GPU,使用過SLI+Surround技術實現多屏遊戲,應該對其接線要求會比較有印象。在多屏輸出上,AMD對一般用戶來說會比較友好。

G-Sync同步卡

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絕大多數玩家提到G-Sync,大概想到的都是高端遊戲顯示器和防撕裂這些,但對於專業用戶來說,其目的是將多塊顯卡的輸出進行同步。這種板卡上有RJ-45網口和BNC同軸接口,可以輔助多塊Quadro顯卡組成多達32個4K顯示器的視頻牆。目前如果用戶想利用Mosaic技術,使用雙GPU進行簡單同步,利用Quadro SLI橋接器就能完成了,比起從前來說會簡單一些。

無限制視頻流

現在很多用戶都知道,目前顯示晶片中的NVENC編碼解碼器。如果在GeForce顯卡上,對最大並發視頻編碼流數是有限制的,最多三個,但在Quadro或Tesla系列GPU上,就不會有這個限制。不過對於大多數用戶來說,一般情況下足夠使用了。

VR SLI和NVLink多卡互聯

簡單來說,例如可以實現4個GPU並行運算,為每隻眼睛分配兩個GPU進行處理,即使高解析度高刷新率下,仍然可以提供高性能去處理數據。這種高端VR玩法,是普通GeForce顯卡所不具備的。

專業驅動和軟體

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包括了NVIDIA Quadro Experience、NVIDIA Quadro View等,本身這是Quadro系列與GeForce系列之間有很大區別的地方,但近些年來,隨著內容創作者越來越多,像Adobe旗下的軟體,不少使用GeForce顯卡就能有很好的效果了,而且在各類型軟體上有蔓延的趨勢,高價購買Quadro顯卡的需求減弱了。實際上,除非是使用類似SolidWorks這樣專業的軟體,要不是一般用戶是不太需要專門買一塊Quadro顯卡。而真正需要Quadro顯卡的用戶群體,對性能要求大多並不低,所以現在英偉達在桌面平台的專業顯卡產品線上,中低端的型號更新比較慢。

在消費級市場上,Ampere架構的GeForce RTX 3090在配置上已經有點Quadro屬性了,加上NVIDIA Studio Driver的推出,兩者配合下基本可以滿足輕度專業用戶的需要了。目前在英偉達官方宣傳里,即使用戶使用Quadro顯卡,也可以互換NVIDIA GeForce Experience來進行遊戲。

Quadro品牌的終結:英偉達策略的改變

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在Quadro系列的幾點專業性里面,多屏與高解析度顯示、視頻流限制、專業驅動和軟體這幾點上,對不少用戶而言,要選購Quadro系列顯卡可能已經沒有足夠動力了。而G-Sync同步卡和VR SLI和NVLink多卡互聯,絕大多數用戶根本沒有這個需求,這也間接導致Quadro和GeForce兩個品牌之間的界限變得模糊。

Quadro品牌的終結,一方面是隨時代發展和技術進步,用戶需求發生了變化,另一方面也說明了英偉達在市場策略上的改變,通過這種調整來適應新的市場形勢。Quadro已經完成了它的使命。

來源:超能網