Какие характеристики компьютера нужны для 3д моделирования

Какой процессор выбрать для моделирования, проектирования и рендеринга?

В этой статье мы рассмотрим ассортимент процессоров для рабочих станций, который прилагает компания AMD. Всего у компании три семейства процессоров, у каждого — свои преимущества и особенности.

Инженеры используют многочисленные приложения для проектирования и производства с различными требованиями к вычислительным средствам. Нередко организации закупают рабочие станции с одинаковой аппаратной конфигурацией, не учитывая потребности конкретных пользователей. Возможно, такой единообразный подход и ускоряет принятие ИТ-решений, но несоответствие вычислительных возможностей предъявляемым требованиям может приводить к снижению производительности труда и низкой окупаемости инвестиций.

Выбирая процессор рабочей станции, фирмам следует отдавать предпочтение тому варианту, который наиболее эффективно устраняет ограничения производительности при выполнении заданий, составляющих основной рабочий процесс пользователя.

Например, для выполнения задач, не требующих большого количества потоков, таких как 3D-моделирование и проектирование, предпочтение следует отдавать процессорам с более высокой тактовой частотой, а для выполнения многопоточных задач, например генеративного проектирования и рендеринга, будет полезно большое количество ядер центрального процессора. Производительность при выполнении других задач, например динамического моделирования, тесно взаимосвязана с объемом ОЗУ, объемом кэш-памяти L3 и (или) пропускной способностью памяти, а эти характеристики в значительной степени зависят от выбора процессора.

Сравнение производительности процессоров AMD

Семейство процессоров	Макс. число ядер	Макс. частота	Макс. объем памяти	Каналы памяти	Технологии AMD Pro
AMD Ryzen™ 5000 Series	16	До 4,9 ГГц	128 ГБ	2	Неприменимо
AMD Ryzen™ Threadripper™	64	До 4,5 ГГц	256 ГБ (опционально ECC)	4	Неприменимо
AMD Threadripper™ Pro	64	До 4,3 ГГц	2 ТБ ECC	8	Да

Ликбез по 3D-моделированию

Что это

3D-моделирование — раздел компьютерной графики, посвященный созданию трёхмерных визуальных объектов при помощи профильного ПО. Простыми словами, в специальных программах делаются объемные картинки.

Для чего нужно

Индустрия развлечений. 3D-моделирование применяется в фильмах, для создания анимации и видеоигр. Ну и, конечно же, какое без этого обустройство метавселенных?
Создание прототипов. Современную 3D-графику трудно отличить от фото, поэтому с её помощью можно создавать эффектные презентации проектов для клиентов, партнёров и инвесторов. Например, её используют для визуализации зданий и интерьеров, для моделирования результатов пластических операций.
Производство. Детали, украшения и даже медицинские протезы — всё, что будет воплощено в реальном мире может быть смоделировано, а потом напечатано на 3D-принтере или произведено на другом устройстве.

3D-модель бионического протеза руки MAXBIONIC

Два метода моделирования и их суть

Подходы настолько отличаются, что специалист по моделированию персонажей для игр, может никогда не открывать ни одной САПР-программы (системы автоматизированного проектирования). Хотя речь всё о том же 3D-моделировании.

Полигональное моделирование

Суть метода в том, что модели создаются с помощью полигонов — поверхностей, задающихся точками. Точки можно двигать, тем самым формируя модель, ориентируясь на внешний вид и интуицию. Это в большей мере творческая работа, здесь зачастую нет привязки к реальным единицам измерения.

Пример низкополигональной модели на 220 полигонов

Процесс создание простой 3D-модели с помощью полигонального моделирования:

Метод зачастую используется, если моделируемый объект не выйдет за пределы экрана, то есть не будет воссоздан в реальном мире. Так, например, создаются игровые и мультипликационные персонажи.

Создавать высокоточные виртуальные объекты с помощью данного метода сложно, ведь процесс скорее напоминает лепку из пластилина, но на компьютере. Но его также можно использовать для проектирования вещей, для которых в производстве не важна высокая точность и соблюдение размеров.

Моделирование в САПРах

САПР или CAD (англ. Computer-Aided Design) — программа, где модели задаются формулами, а не полигонами. Это позволяет достигать точности до долей миллиметра, поэтому метод широко используется для проектирования моделей, которые не только выйдут за пределы экрана, но и пойдут в массовое производство. Например, для создания моделей деталей, которые будут отлиты на заводе, автомобилей, двигателей, зданий, мебели, самолётов.

Процесс моделирования выглядит так:

Если сравнивать этот метод с полигональным моделированием, то разница примерно как с растровой и векторной графикой. Даже предельно высокополигональная модель (с таким количеством рёбер, что самый мощный компьютер виснет при попытке её отобразить), будет иметь неровности при приближении, в САПРах же любая поверхность идеально гладкая.

Этот метод также хорош тем, что модели задаются с помощью параметров, поэтому в любой момент можно скорректировать необходимые показатели (например, поменять высоту объекта или диаметр отверстия) и перестроится вся модель. Но с его помощью создавать сложные органические модели крайне нецелесообразно — проектирование идеально гладкого игрового персонажа займёт неоправданно много времени.

Операционная система

Какая бы Windows у вас не стояла (7, 8, 8.1, 10), она обязательно должна быть 64-разрядной! Начиная с 3Ds max 2014 компания Autodesk прекратила поддержку 32-разрядных систем. Это очень важный пункт, без него 3Ds max не установится на ваш компьютер. По поводу версии Windows, советую выбрать последнюю – Windows 10. Если в первые дни выхода с ней наблюдались разного рода проблемы, то сейчас разработчики сделали множество исправлений и довели эту операционку до хорошего рабочего состояния. В сравнении с Windows 7, Windows 10 хорошо оптимизирована и гораздо быстрее выполняет различные функции.

Большинство склоняется к выбору процессоров компании Intel, хотя и процессоры AMD не уступают им по производительности. В программе 3Ds max на процессор ложатся задачи рендера. То есть, чем больше ядер в процессоре и чем выше частота процессора, тем быстрее у вас будет рендериться сцена. В выборе процессора важно учитывать возможность разгона и температуру работы (придётся покупать мощную систему охлаждения для особо «горячих» процессоров).

Идеально взять процессор Intel Xeon E5-2679 v4 с частотой 2.50 GHz и 10 ядрами, но следует учесть, что цена будет очень высока (2700$ и это только за процессор), так как придётся подбирать и материнскую плату под этот процессор, которая стоит ненамного дешевле.

Но для среднестатистического пользователя 3Ds max подойдёт процессор семейства Core I7 (например, Intel Core i7-6850K @ 3.60GHz за 600$), которая также имеет высокие показатели скорости работы. В случае выбора процессора AMD Ryzen 7 (например, AMD Ryzen 7 1700X за 400$) вы получите те же мощности, что и с предыдущей моделью, но на 200$ дешевле.

Можно выбрать и менее дорогие процессоры, с характеристиками послабее заявленных выше, поскольку на любом процессоре рано или поздно, но сцена всё равно отрендерится. И не важно, какой визуализатор вы использутете: VRay, Corona Renderer или Mental Ray. По ссылке можно посмотреть информативный список разных процессоров, сравнить их и выбрать подходящий.

Подводя итоги в выборе процессора, стоит учитывать такие моменты:

количество ядер (чем больше, тем лучше);
частота (чем выше, тем лучше, но тут следует снова обратить внимание на количество ядер);
температура (будет зависеть, какую систему охлаждения ставить для поддержания оптимальной температуры, а чем ниже температура, тем быстрее будет работать процессор).

Генеративное проектирование

Использование программного обеспечения для итеративного проектирования в зависимости от конкретного сочетания нагрузок и ограничений связано с большим объемом вычислений. Ускорить выполнение таких задач могут рабочие станции с большим количеством процессорных ядер.

Корпоративные приоритеты

64-ядерный процессор AMD Ryzen Threadripper PRO 3995WX и 32-ядерный процессор Threadripper PRO 3975WX идеально подходят для выполнения задач генеративного проектирования. При этом 64-ядерный процессор 3995WX может обеспечивать 44-процентное преимущество в скорости над двумя 28-ядерными процессорами конкурента. 2 Кроме непревзойденной в своем классе производительности, отличительной особенностью процессоров Threadripper PRO являются упомянутые выше технологии AMD PRO, поэтому ИТ-организации могут положиться на современные функции безопасности и корпоративную управляемость. Еще одним преимуществом процессоров Threadripper PRO является поддерживаемый платформой большой объем памяти для выполнения проектов, связанных с обработкой очень больших наборов данных.

Приоритет производительности

Кроме того, процессоры AMD Ryzen Threadripper 3-го поколения отличаются огромным количеством ядер. Например, процессор AMD Ryzen Threadripper 3990X имеет 64 ядра, а процессор 3970X — 32 ядра. Хотя это семейство процессоров и не поддерживает технологии AMD PRO, процессоры AMD Ryzen Threadripper 3-го поколения имеют немного более высокую максимальную частоту, чем аналогичные процессоры семейства Threadripper PRO. Тем не менее, пользователи могут захотеть выполнить собственные тесты, чтобы проверить, обеспечивает ли более высокая тактовая частота процессоров AMD Ryzen Threadripper 3-го поколения более высокую производительность при работе именно с их проектами, так как относительно более слабая конфигурация памяти может существеннее влиять на производительность.

Процессоры AMD Ryzen 5000 серии также прекрасно подходят пользователям, желающим сохранить максимальную производительность при выполнении традиционных задач 3D-проектирования и использовать до 16 ядер для ускорения генеративного проектирования.

Фактор 2: Видеокарта (только nVidia)

Видеокарты бывают двух видов: интегрированные (встроенные) и выделенные (дискретные). Интегрированное видео может быть как встроенным в процессор, так и в материнскую плату. Но в обоих случаях оно не годится для задач 3D-графики. Для полноценной работы с 3D на ноутбуке должна быть отдельная выделенная видеокарта.

Поэтому если вы читаете про «мощное HD видео от Intel» — это самое плохое, что может быть для 3D.

А теперь самая жёсткая рекомендация: дискретная видеокарта должна быть ТОЛЬКО NVIDIA

. Да-да, всякие там AMD Radeon всех мастей и суффиксов отправляются в лес. В обозримом будущем выбора у 3D-шников просто нет. Дело в том, что nVidia предлагает в своих видеокартах очень важную технологию CUDA. Это специальные ядра для высокопроизводительных вычислений на базе GPU, без которых невозможен рендеринг силами видеокарты. Всё специализированное программное обеспечение включая математические пакеты для искусственного интеллекта и АБСОЛЮТНО ВСЕ рендер-движки, которые используют 3D-шники нормально работают только под управлением CUDA. Точка. Конец. AMD даже близко не стоит. Нет, если вам нужна видеокарта для игр, то возможно есть хорошие видеокарты от AMD, но мне это до лампочки. Я выбираю для работы.

Основная линейка видеокарт nVidia носит название GeForce. Регулярно nVidia выпускает новое поколение своих продуктов нумеруя их, например, так 680, 780, 980, 1080, 2080

. Первая цифра (или две) — это номер поколения (6-е, 7-е, 9-е, 10-е, 20-е), а последние две — характеристика производительности. Как вы догадались номер поколения довольно абстрактен, а вот последние две цифры — самые важные для нас. Правда, в последние несколько лет для мобильных платформ появилась отдельная линейка
GeForce MX но она не отличается высокой производительностью, так что я бы не рекомендовал их вовсе (по крайней мере все модели до GeForce MX150).
Иногда в названии модели может встречаться суффикс Ti. Он означает, улучшенные относительно базовой модели характеристики (больше ядер, выше частоты). Так что из двух карт 1050 и 1050Ti вторая будет лучше процентов на 10-20%.

Ну а теперь главное: для нормальной работы с 3D нужна дискретная видеокарта производительностью не ниже NVIDIA GeForce 1050. Ещё лучше 1060, а 1080 — вообще супер, но цена такого ноутбука будет просто как у ядерного реактора.

По сути видеокарта нужна при работе с 3D для того, чтобы крутить сцену в видовых окнах 3D-пакетов. Как ни странно, но для этого нужно гораздо меньше возможностей, чем для современных игр. Так что, например, объем видеопамяти в видеокарте для интерактивной работы не так критичен. Но он влияет на GPU-рендеринг, так что чем видеопамяти больше, тем лучше. Впрочем, для GPU-рендера я однозначно рекомендую собирать нормальный стационарный компьютер, а не ноутбук.

А ещё очень важной характеристикой видеокарты является количество CUDA-ядер. Именно их число влияет на скорость просчета в специальных программах (например, видеокодирование и GPU-рендер). Тут всё просто: чем ядер больше, тем лучше.

Вот как примерно выглядит линейка ноутбучных видеокарт по возрастанию производительности (для 3D-работы): Intel HD Graphics NVIDIA GeForce 920MX NVIDIA GeForce 930MX NVIDIA GeForce MX110 NVIDIA GeForce 940MX NVIDIA GeForce MX130 NVIDIA GeForce MX150 NVIDIA GeForce 960MX NVIDIA GeForce GTX1050 NVIDIA GeForce GTX1050Ti NVIDIA GeForce GTX1060 NVIDIA GeForce GTX1080

Кстати, не стоит думать, что если на ноутбуке стоит видеокарта GeForce 930MX то на нём невозможно заниматься 3D. Сможете конечно. Всё запустится, будет работать, даже проекты можно создавать. Проблема будет с объектами среднего и большого объёма. Они могут так медленно поворачиваться в окнах, что работа становится невыносимой, но не невозможной.

Так что при сильно урезанном бюджете можно рассмотреть и MX150 и даже MX130.

Сборка для профессионалов

Предупреждаем, вы стоите на краю водопада. Дальше только тьма, сумасшедшая производительность и астрономические ценники.

Высокие тактовые частоты, 8 ядер, 16 потоков — в данном CPU великолепное сочетание многоядерной производительности и производительности на ядро. Отлично сбалансирован.

1 TB экстремально быстрого SSD превратит запуск системы, ее выключение, доступ к файлам и работу программ в одно сплошное удовольствие.

БП: EVGA G3 850W

Кулер: Fractal Design Celsius S24

Особенности компьютера для 3ds Max и ArchiCAD

При выборе компьютера для 3d теоретически есть два пути: первый — придя в магазин купить все самое дорогое, второй — разобраться в том, что именно лучше работает в нашем случае. Даже если вы не испытываете недостатка в деньгах, рекомендую следовать второму пути, поскольку самый дорогой вариант совсем необязательно будет лучшем для решения задач дизайнера. Обычно самая доргая компьютерная техника предназначена специально для редких энтузиастов, которые готовы выложить любые средства, чтобы извлечь из своего «железа» максимум мегагерц. Такая техника не всегда работает стабильно. Однажды я был свидетелем того, как в приемке сервиса один оверклокер (именно так называют таких энтузиастов) менял по гарантии материнскую плату второй раз за две недели, причем самую дорогую в ассортименте.

Итак, попробуем разобраться, что же нужно для комфортной и стабильной работы с трехмерной графикой. Условно поделим весь рабочий процесс визуализатора на два этапа: первый — моделинг и постановка сцены, второй — рендеринг (визуализация).

Для первого этапа важна скорость обновления изображения на экране монитора, за это отвечает видеокарта компьютера. Отсюда сделаем первый важный вывод — чем мощнее графический ускоритель вашего компьютера, тем комфортней вам будет работать в окнах проекций. Это важно, если вы работаете со сложными, хорошо проработанными сценами интерьеров, поскольку минутное ожидание прорисовки экрана после каждого щелчка мышки не прибавит вам скорости работы, зато нервов поест изрядно.

Для рендеринга на первое место выступает центральный процессор, а именно такие его характеристики как тактовая частота, размер кэша данных и многопоточность. С первыми двумя понятно — чем больше, тем лучше. С последним поясню: дело в том, что рендеринг относится к тем процессам, которые легко могут быть разделены между различными процессорами или даже компьютерами. И это очень сильно влияет на скорость рендеринга, соответственно на скорость вашей работы и, опять же, на ваши нервы. Берегите ваши нервные клетки и выбирайте процессор с максимально большим количеством ядер. Очень хорошо если процессор также поддерживает технологию Hyper-threading, в этом случае каждое ядро процессора виртуально делится еще на два, соответственно он может обработать в два раза больше потоков информации. Пока этим отличаются только процессоры компании Intel. Об этом далее.

Еще один важный элемент — оперативная память. Здесь все просто — чем больше, тем лучше.

Видеокарта для вьюпорта

Поскольку обычно именно процессор выступает узким местом в производительности вьюпорта, выбор видеокарты, как правило, не даст большой разницы, при условии что вы выбираете из актуальных и достаточно производительных. Нечасто бывает в 3d приложениях, чтобы видеокарта обрабатывала данные медленнее, чем CPU обновлял меши, деформеры и прочие элементы. Проще говоря, это обычно видеокарта вынуждена ждать процессор, а не наоборот. К исключениям можно отнести проекты с тяжелыми отражениями, антиальянсингом и похожими вещами во вьюпорте – тогда стоит брать GPU помощнее. Или если у вас высокополигональные RAW меши по 50 млн полигонов с минимум модификаторов – тогда да, система упрется в максимальную производительность видеокарты раньше, чем в процессор.

Не покупайте для работы с 3D ноутбуки Apple! Всё закончится тем, что вы вынуждены будете параллельно установить Windows, а под неё уже устанавливать всё 3D программное обеспечение. На маках нормально работает только Cinema4D и с некоторой натяжкой Autodesk Maya. Есть только одна причина использовать мак для 3D — просто он у вас уже есть.

Курс Тотальный Моделинг

Специальный курс Александра Миловского для подготовки моделлеров-универсалов (3d modeler generalist), способных создавать модели любого уровня сложности и под любую задачу. Подробнее…

Elite

Переходим к конфигурации более высокого ценового сегмента. Обычно, я называю это решение «Разумным максимумом», поскольку в нем полностью раскрывается весь потенциал потребительской платформы. Если требуется использование большого количества видеокарт, или преследуются другие узко-специализированные цели, — используются HEDT платформы, имеющие огромное количество PCI-Express линий и значительно меньшее количество аппаратных и интерфейсных ограничений, дополняет это четырёхканальный режим работы оперативной памяти, однако в текущий момент актуальной HEDT платформы на рынке пока что нет и решения на 10-м поколении X серии Intel и 3-м поколении Threadripper крайне невыгодны и не представляют большого интереса. Учитывая общую неспешность рынка профессиональных рабочих станций — точные сроки выпуска на рынок обновленных платформ прогнозировать сложно.

Сердцем системы в данном случае выступает i9 12900KF, текущий флагман 12 серии процессоров Intel. В пару к нему я выбрал Z690 Aorus Pro, как решение с максимальной производительностью VRM зоны в рамках плат, использующих DDR4. Здесь установлено 16 фаз по 90 Ампер и этого запаса вполне хватит для раскрытия потенциала 12900, к тому же эта плата довольно доступна.

Кстати следует отметить тот факт, что использование DDR5 в текущий момент — не самая выгодная затея, поскольку тот ограниченный набор модулей, который присутствует на рынке имеет вдвое более высокую стоимость, чем DDR4, при этом преимущество можно будет оценить лишь в некоторых задачах и с учетом того, что у нас доступ к очень быстрой постоянной NVMe памяти, в реальных задачах преимущество не будет превышать 5-7%, поэтому использование DDR5 будет оправдано лишь в будущем, когда появятся более быстрые модули, а их стоимость станет ниже. Сейчас же переплата в 70-80 тысяч рублей за модули с гарантированной частотой в 4800-5200 МГц — решение не самое оправданное. Поэтому в текущей конфигурации используются традиционные доступные модули прошлого поколения.

Продолжая вопрос памяти, в качестве основного накопителя я рекомендую все также использовать SN850, а в качестве дополнительных SSD предлагаю использовать NVMe накопители 3 поколения, которые будут подключаться к чипсетным линиям. Как и говорил ранее, для этой задачи отлично подойдет A-Data 8200, либо Kingston KC2500, ввиду того, что A-Data объемом более 2 Тб. не так часто бывает в наличии.

В случае с выбором видеокарты, на мой взгляд в текущий момент разумным максимумом является RTX 3080 Ti, ввиду того, что в прикладных задачах по 3D рендеру и работе в монтажных программах она демонстрирует либо едва заметную разницу, либо полное ее отсутствие с RTX 3090, при том, что последняя стоит почти вдвое дороже.

Разница с обычной 3080 вполне оправдана, тем не менее, на рынке сейчас доступны только LHR версии видеокарт (это те, в которых искусственно занижена производительность при добыче криптовалют) и найти новую можно в пределах 130 тысяч рублей это предложение тоже может быть довольно выгодным по текущим меркам.

В зависимости от разгона и количества периферии система может потреблять от 830 до 980 Ватт. Если вы планируете серьезный разгон системы с повышением напряжения на CPU выше 1.4 Вольта, а также использование больше 4х жестких дисков, помимо SSD накопителей, то лучше взять блок питания на 1200 Ватт. К сожалению, рынок блоков питания в России переживает сейчас не самые лучшие времена, поэтому из доступных вариантов, я советую использовать Straight Power на 1000 или 1200 Ватт. Если же у вас есть возможность приобрести Super Flower, Enermax или же Seasonic Prime серии по хорошей цене — лучше присмотреться к этим вариантам.

Для того чтобы обеспечить 12900K необходимым охлаждением необходимо использовать 3х секционную систему жидкостного охлаждения. Если хочется готовое решение, то, как и в предыдущей конфигурации, можно поставить Arctic Cooling. Если же хочется реализовать потенциал полностью, то лучше собрать кастомную систему жидкостного охладжения. В своем варианте, я использовал большинство компонентов от компании EK Waterblocks. Это базовое решение основано на D5 помпе. Тем не менее, радиаторы от EK — по сути готовые изделия, которые они заказывают от китайских OEM подрядчиков, и их качество оставляет желать лучшего. По возможности лучше использовать полностью медный и утолщенный радиатор от Alphacool. Также преимуществом этой системы будет возможность расширения и последующего добавления элементов в контур охлаждения. Стоит также отметить тот момент, что на фоне общего удорожания видеокарт, готовые решения от вендоров, с уже установленным водоблоком зачастую продаются по той же цене, что и традиционные карты с воздушным охлаждением. Если добавить к этой системе дополнительный 360мм радиатор от Alphacool, а помпу заменить на DDC, то можно собрать полноценную СЖО для двух основных компонентов и выполнить также небольшой разгон видеокарты, либо, поставив блок питания на 2Квт от Super Flower или 1650 Ваттный SilverStone разместить 2 или 3 видеоускорителя. В этом случае, вместо Core X31 можно использовать Core X71, нижняя площадка которого даст еще большую гибкость для размещения дополнительных радиаторов.

Процессор: Intel Core i9-12900KF OEM — 53000 рублей
Материнская плата: Gigabyte Z690 Aorus Pro DDR4 — 27000 рублей
Оперативная память: Kingston FURY Beast Black 4×32 Gb DDR4 3600Mhz — 52000 рублей
Видеокарта: Gigabyte Geforce RTX 3080 Ti EAGLE — 159000 рублей
Твердотельный накопитель: WD Black SN850 1 Tb — 15000 рублей
Твердотельный накопитель №2: A-Data XPG SX8200 Pro 2 Tb/Kingston KC2500 2 Tb — 19000 рублей
Блок питания: Be Quiet Straight Power 11 1000W /1200W — 19000/25500 рублей
Корпус: Thermaltake Core X31/X7 — 19000/14300 рублей

Alphacool NexXxoS UT60 Full Copper Dual-Flow 360mm Radiator — 132 Евро
EK-DuraClear 9,5/12,7mm 3M RETAIL — 13 Евро
EK-Quantum Velocity² D-RGB — 1700 Copper + Acetal — 105 Евро
EK-Quantum Kinetic TBE 200 D5 PWM D-RGB — Acetal — 158 Евро
EK-CryoFuel Clear (Premix 1000mL) — 8 Евро
EK-Cable Y-Splitter 3-Fan PWM (10cm) — 3 Евро
EK-Quantum Torque STC-10/13 — Black — 6 Шт — 37 Евро

Система охлаждения (Альтернативный вариант): Arctic Cooling Liquid Freezer II-360 — 11000 Рублей
Крепление для СО (Альтернативный вариант): ID-KIT-XT-LGA1217 — 400 рублей
Дополнительное охлаждение: Arctic Cooling P14 (4 шт, в случае с кастомной СЖО) — 900/3600 рублей

Итого: 360000-409400 рублей

На сегодня на этом все. Если у вас остались какие либо вопросы — буду рад ответить на них в комментариях. Если у вас есть идеи, пожелания и конструктивная критика, то я также буду признателен за обратную связь. Всем удачи!