سیستم رندرینگ چیست؟
رندرینگ فرایند ، تولید تصویر از مدل با استفاده از نرم افزار رایانه ای است. در زمینه ارائه گرافیک رایانه ، رندر نرم افزار به یک فرآیند اشاره دارد که به ASIC های سخت افزاری گرافیکی ، مانند کارت گرافیک ، وابسته نیست.
ارائه این برنامه کاملاً در CPU انجام می گیرد. ارائه همه چیز با CPU (هدف کلی) این مزیت اصلی را دارد که محدود به قابلیت های (محدود) سخت افزار گرافیکی نیست.
نقش cpu در افزایش سرعت رندرینگ
کلیدی ترین نقش در پردازش محاسبات سنگینی مانند رندرینگ بر عهده سی پی یو کامپیوتر است و بدیهی است که شرح عملکرد سی پی یو در فرایند رندر و افزایش سرعت رندر ، طولانی تر از سایر قطعا سخت افزاری باشد.هر مقدار سی پی یو کامپیوتر شما قدرتمند تر باشد ، شما شاهد افزایش سرعت رندرینگ خواهید بود.دلیل این امر این است که موتور رندر یک CPT یا به اصطلاح “باکت” را به هر هسته در CPU شما اختصاص می دهد. هر هسته جداگانه ، سطل خود را پردازش و پس از اتمام پردازش قدیمی ، یک باکت جدید دریافت و پردازش می کند.فرایند پردازش محاسبات صحنه های سه بعدی مانند مثال زیر انجام می شود.
من ( سی پی یو ) در حال الگوبرداری از صحنه تری دی هستم. آن ماشین از چند ضلعی تشکیل شده است که اصلاح کننده ها بر روی آن اجرا شده است و و Deformers به آن اعمال می شود ، مانند Mirroring ، Cloning ، Bending Objects و غیره.
برای پردازش همه این موارد،کامپیوتر شما باید چندین محاسبه جدی را پشت سر بگذارد
، اما نکته اصلی اینجاست که این محاسبات عمدتاً فقط در یک هسته پردازنده انجام می شود.چرا؟ زیرا صحنه بر اساس سلسله مراتب خاصی ساخته شده است. یک CPU باید قدم به قدم از طریق این سلسله مراتب کار کند.نمی تواند برخی از مراحل خاص را به دیگر هسته ها پرش کرده یا آن را خاموش کند ، زیرا بیشتر مراحل به یکدیگر بستگی دارند!
کاملاً صریحاً باید بگویم که داشتن تعداد زیادی هسته برای سی پی یو ، هیچ کاری برای افزایش سرعت رندرینگ شما انجام نمی دهد و معمولاً Viewport شما را سریعتر نمی کند.
- برای مدل سازی و فعالیت فعال در صحنه ۳D خود ، باید یک CPU بدست آورید که بالاترین سرعت Clock Speed ممکن را داشته باشد.
- اگر کار شما صرفاً مدلینگ در محیط برنامه های تری دی است مهم نیست که سیستم شما چند هسته داشته باشد ، زیرا بیشتر این هسته ها برای مدل سازی استفاده نمی شوند.
- در صورتیکه سیستم شما مخصوص پردازش های پروسه رندرینگ است از سی پی یو های با هسته های بالا استفاده کنید.
- یک CPU با سرعت بالا تقریباً همیشه از تعداد زیاد هسته بهره می گیرد.
هر چه هسته بیشتر و clock speed بیشتر باشد ، بهتر است ، درست است؟
قبل از اینکه به این سئوال پاسخ مبسوطی بدهیم باید با مفهوم « clock speed » به خوبی آشنا بشیم.سرعت کلاک مقیاسی است از اینکه یک کامپیوتر که محاسبات اساسی و عملیاتهای اصلی را با چه سرعتی انجام می دهد. و در واحد مگاهرتز و یا گیگا هرتز اندازه گیری می شود و غالبا بیانگر میزان سرعت CPU می باشد.
متأسفانه ، به دلیل مصرف برق و محدودیت های گرما ، معمولاً بین تعداد هسته های clock speed و سرعت ساعت یک تبادل متناسب وجود دارد.این بدان معناست که هرچه هسته CPU بیشتر باشد ، معمولاً clock speed آن پایین تر خواهد بود و برعکس.هرچه هسته ها سریع تر شوند ، تعداد هسته های کمتری در CPU وجود دارد.بسیاری از هسته ها به مقدار زیادی نیرو احتیاج دارند و مقدار زیادی گرما تولید می کند. CPU دارای مقررات حرارتی است که باید رعایت شود. همین مورد در مورد هسته های با ساعت بالاتر که گرم تر از هسته های با ساعت پایین هستند نیز صدق می کند.تولید کنندگان اصلی CPU (اینتل و ای اِم دی) به فکر روشی خوب برای جبران برخی از این معاملات هستند.
ویژگی های توربو بووست در سیستم رندرینگ
Turbo-Boost ویژگی ای است که به طور خودکار هسته ها را تا زمانی که محدودیت های حرارتی و توان را تحمل کند ، قفل می کند. بسته به کیفیت خنک کننده ، مدت زمان ممکن است متفاوت باشد. هنگام رندرینگ پروسه های مدلینگ تری دی تنها از دو هسته استفاده می شود و بقیه هسته ها در حالت استراحت به سر می برند. افزایش توربو بووست سبب اورکلاک شدن ( افزایش سرعت پردازش توسط cpu) این یک یا دو هسته مورد استفاده می کند و زمانی که میزان مصرف برق و دما از حد تعیین شده عبور کند Turbo-Boost این دو هسته را به عقب پایین می کشد.
روش های رایج رندرینگ
در حال حاضر دو روش رایج در ارائه تصاویر و انیمیشن ها در نرم افزار سه بعدی وجود دارد: CPU Rendering و GPU Render.
همانطور که احتمالاً حدس زده اید ، CPU Rendering از پردازنده برای محاسبه تصویر استفاده می کند و GPU Rendering از کارت گرافیک استفاده می کند. بین پردازنده های GPU و CPU تفاوت هایی وجود دارد که می خواهیم هنگام انتخاب یک رایانه جدید برای ارائه و مدل سازی سه بعدی ، از آنها آگاه باشید.
اول از همه ، تقریباً هر نرم افزار پرطرفدار سه بعدی امروزه با یک پردازنده داخلی Render Engine ارائه می شود.اخیراً موتورهای GPU Render مانند Octane ، Redshift ، V-RAY RT یا FurryBall به اندازه کافی بالغ شده اند. GPU Render Engines در بسیاری از موارد بسیار سریعتر است و امکان ارائه پیش نمایش بسیار تعاملی Renderers را فراهم می کند. استفاده از این پردازنده می تواند یک پروژه سه بعدی را با سرعت و کیفیت ده برابری بهبود بخشد .
اغلببه افراد تازه کار توصیه می شود ابتدا پردازش های سه بعدی خود را با پردازنده های cpu آغاز کنند و پس از کسب مهارت های لازم در استفاده از آن به سراغ پردازنده های gpu که اغلب گرانقیمت تر نیز می باشند بروند.
بهترین قطعات سخت cpu برای سیستم مناسب برای رندرینگ و افزایش سرعت رندرینگ
بیایید نگاهی بیندازیم به اینکه چه قطعات سخت افزار پردازشگری ( CPU ) برای سیستم مناسب برای رندرینگ موجود هستند:
بهترین پردازنده (CPU) افزایش سرعت رندرینگ
- Intel i9 9900K : دارای ۸-هسته ، با ساعت ۳،۶ گیگاهرتز و دارای ۵ گیگاهرتز TurboBoost
- Intel i7 9700K : دارای ۸ هسته ، با ساعت ۳،۶ گیگاهرتز ، ۴،۹ گیگاهرتز TurboBoost
- AMD Ryzen 9 3900X : دارای ۱۲-هسته ، با ساعت ۳،۸ گیگاهرتز ، ۴،۶ گیگاهرتز TurboBoost (هسته توربو)
- AMD Ryzen 7 3700X : دارای ۸-هسته ، با ساعت ۳،۶ گیگاهرتز ، ۴،۴ گیگاهرتز TurboBoost (هسته توربو)
معیار Cinebench Single Core :
یک معیار عالی برای پیدا کردن CPU هایی که کارایی بهتری در افزایش سرعت رندر دارند ، معیار Cinebench Single Core است.اگر بودجه AMD Ryzen 9 3900X را دارید ، این CPU در حال حاضر بهترین CPU برای کارهای فعال مانند Modeling و Animation است. همچنین ۱۲ هسته فعال دارد که عملکرد رندر چند هسته ای خوبی به شما می دهد.برای ساختن مدل های سه بعدی و نقاشی یا مجسمه سازی سه بعدی نیز به یک CPU با ساعت بالا احتیاج دارید. بنابراین اگر خود را طراح گرافیک می دانید ، AMD Ryzen 9 3900X یک انتخاب عالی است.
آیا از این سیستم pc کمتر برای کارهای معمول و بیشتر برای ارائه پروژه های خود استفاده می کنید؟ آیا بیشتر وقت شما صرف منتظر ماندن تمام شدن پروسه Rendering می شود؟
انتخاب های خوب شما برای یک سیستم رندرینگ فوق العاده را می توانید دز زیر مشاهده کنید:
- پردازنده های سری AMD Threadripper ، مدل های ۲۹۲۰X، ۲۹۵۰X، ۲۹۷۰WX، ۲۹۹۰WX – دوازده تا سی و دو هسته ای – بسیار توصیه می شود!
- اگه قیمت برای شما مهم نیست و دنبال یک سیستم را نه برای کارهای خانگی و بیشتر برای شرکت طراحیتان لازم دارید پردازنده های اینتل ، مدل های ۹۹۰۰X، ۹۹۲۰X، ۹۹۶۰X، ۹۹۸۰XE که دارای ۱۰ الی ۱۸ هستند می تواند بسیار فوق العاده و البته بسیار گرانقیمت باشد.
- بهترین کارت گرافیک (GPU) برای مدل سازی و ارائه سه بعدی
- برخی از محبوب ترین موتورهای مدرن GPU Render عبارتند از: Octane ، Redshift ، VRAY-RT و Cycles.
- موتورهای رندرOctane, Redshift فقط از GPU های NVIDIA پشتیبانی می کنند ، در حالیکه VRAY-RT و Cycles نیز از AMD (OpenCL) GPU پشتیبانی می کنند.
- من شخصاً GPU هایی را که با هر یک از موتورهای بالاتر Render Engines (پشتیبانی CUDA) کار می کنند توصیه می کنم ، بنابراین در اینجا چند پردازنده گرافیکی NVIDIA به منظور عملکرد ارائه شده است که سرعت آن در رندرینگ فوق العاده است:
-
NVIDIA RTX 2070 NVIDIA RTX 2080 NVIDIA RTX 2080Ti NVIDIA GTX 1080 NVIDIA GTX 1080Ti NVIDIA RTX 2060 NVIDIA GTX 1060 NVIDIA GTX 1070 NVIDIA GTX 1070Ti
برای مدل سازی و ارائه سه بعدی به چه نوع RAM (حافظه) نیاز دارید؟
مشابه CPU ، مقدار و نوع حافظه (RAM) مورد نیاز شما به پروژه های کاری و نوع استفاده شما بستگی دارد.اگر روی مدل هایی با تعداد پولیگان های بسیار زیاد کار می کنید ، حافظه بیشتریلازم خواهید داشت اما اگر معمولاً فقط کارهای سه بعدی سبک را با صحنه های ساده تر انجام دهید ، نیاز شما به رم پایین تر می آید.من به شخصه ۳۲ گیگابایت رم را برای بیشتر هنرمندان ۳D توصیه می کنم،اگر روی پولی مش های با سطح بالا کار می کنید ، از بافت های زیادی استفاده می کنید یا صحنه های پیچیده ای با هزاران شیء در آنها وجود دارد ، ممکن است به ۶۴ گیگابایت رم نیاز پیدا کنید.
۱۶ گیگابایت حافظه رم می تواند برای بسیاری از سیستم های سه بعدی کافی باشد ، اما هنگام رندرگیری از صحنه های سه بعدی باید کمی صبور باشید.
گفته می شود ، پردازنده های AMD Threadripper نسبت به پردازنده های Intel بیشتر از حافظه رم با ساعت بالاتر بهره می برد. این در شرایطی است که برخی از مؤلفه های موجود در CPU های Threadripper با سرعت Memory Clock مرتبط هستند.
اگر دوست دارید سخت افزار خود را تا حد ممکن بهینه کنید ، معمولاً این قانون است:
هرچه CL پایین تر باشد و سرعت Clock Speed بالاتر باشد ، بهتر است. بنابراین یک DDR4-3200 CL15 کمی سریعتر از DDR4-2800 CL16 خواهد بود.
بهترین مادربرد برای سیستم رندرینگ
مادربورد تمام اجزای سخت افزاری شما را به هم متصل می کند. مادربردهای در فرایند رندر از لحاظ سرعت تاثیر چندانی ندارد ، اما باید مطمئن شوید که تمام ویژگی های مورد نیاز شما را دارد. موارد مهمی که باید به آنها توجه کنید عبارتند از:
- نوع سوکت CPU : CPU های مختلف نیاز به سوکت های مختلف دارند. اطمینان حاصل کنید که مادربرد شما سوکت مناسبی برای CPU شما دارد.
- حافظه حداکثر: بعضی از مادربردها یا چیپستها فقط می توانند از مقدار مشخصی از حافظه رم پشتیبانی کنند و فقط تعداد مشخصی از اسلات های رم دارند. مطمئن شوید که از مقدار رم مورد نظر شما پشتیبانی می کند.
- حداکثر حافظه GPU: مادربردها از تعداد معینی GPU پشتیبانی می کنند و دارای تعداد مشخصی از اسلات ها و خطوط PCIe هستند که از GPU شما استفاده خواهد کرد. اطمینان حاصل کنید که برای تعداد GPU های مورد نظر خود کافی است.
- اندازه مادربرد: مادربردها در اندازه های مختلف عرضه می شوند. اطمینان حاصل کنید که مادربرد شما درون کیس کامپیوتر شما جا بگیرد.
بهترین فضای ذخیره سازی ( هارد ) برای مدل سازی و ارائه رندرهای سه بعدی
تاثیر هارد دیسک در سرعت کامپیوتر
بسیاری از افراد فکر می کنند که سرعت کامپیوتر تنها وابسته به cpu ، ram و … است. البته خیلی هم اشتباه نکرده اند اما در شرایطی که هارد دیسک مورد استفاده شرایط ایده آلی داشته باشد و بتواند پا به پای آنها پیش رود، هارد دیسک هم نقش بسیار زیادی در سرعت پردازش ها ایفا خواهد کرد. هارد دیسک های قدیمی که ساختاری مکانیکی دارند سرعت بالایی ندارند و نمی توانند پا به پای سرعت بالای cpu و رم های موجود داشته باشند. با توجه به اینکه ساختار هارد دیسک های قدیمی با دیسک و لنز است نمی توان انتظار سرعت بسیار بالا از آنها داشت. اما درایوهای پرسرعت امروزی نظیر SSD NVME بصورت قطعه الکترونیکی بوده و انتقال اطلاعات در آنها بسیار بالاست. همچنین دوام و عمر بیشتری نیز دارند.
تشریح عملکرد و تاثیر هارد دیسک در سرعت کامپیوتر
همه فایل ها و اطلاعات ما در کامپیوتر بر روی هارد و داریو ذخیره سازی اطلاعات قرار می گیرد. پس برای اجرا یا فراخوانی هر فایل یا اطلاعاتی در مرحله اول می بایست درخواست خود را اجرا کنیم. این درخواست ابتدا می بایست توسط هارد اجرا شده و برای پردازش به سی پی یو و رم و … ارتباط برقرار نماید. درخواست ها بصورت Input/Output هستند که همسطح بودن سخت افزارها با یکدیگر تاثیر بسیار زیادی در زمان پاسخگویی و اجرای درخواست ها دارد. اگر cpu قوی باشد و هارد ضعیف، در اینصورت cpu باید تا انجام I/O منتظر بماند و تاخیر در مبادلات اطلاعات صورت می گیرد. اگر برعکس باشد نیز سی پی یو زمان بیشتری نیاز خواهد داشت تا بتواند پردازش را انجام دهد. اما در صورتی که هر دو تناسب یا سرعت بالایی داشته باشد کارایی بهتری خواهند داشت.
