Come costruire una workstation per rendering?
Sai, io sono del parere che la capacità di realizzare una buona immagine abbia ben poco a che vedere coi mezzi tecnici a disposizione.
La creazione di un render parte innanzitutto dalla mente e dall’occhio dell’artista, dalla sua capacità di comporre una scena in modo armonioso e di raccontare una storia.
Tuttavia, se vuoi presentarti come un professionista affidabile, non hai molta scelta.
Che ti piaccia o no, i tuoi ferri del mestiere devono essere i più efficienti che il tuo budget possa permetterti di avere.
In fin dei conti, hardware e software sono il nostro pane quotidiano, e non possiamo affidarci ad una workstation per rendering scadente o non adatta al tipo di lavoro che svolgiamo!
Ti dirò la verità: in giro c’è moltissima confusione su come costruire una workstation per rendering affidabile. Spesso si prendono grosse cantonate e si finisce col ritrovarsi con una macchina che non risponde alle proprie esigenze.
In questo articolo cercherò di spiegarti in modo chiaro e semplice, senza troppi giri di parole e tecnicismi, come scegliere i componenti adatti per la tua futura workstation per rendering, in base al tipo di progetti di cui ti occupi e al tuo workflow.
Seguimi fino in fondo e vedrai che, una volta terminato l’articolo, l’acquisto di una workstation non ti farà più così tanta paura ;)
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La workstation per rendering universale? Una leggenda metropolitana!
Il punto è questo: non esiste una workstation per rendering universale e valida per ogni tipo di utilizzo.
Quindi, prima di iniziare a creare la tua lista di componenti, fermati un attimo ed interrogati sul tipo di lavoro che svolgerai sulla tua nuova workstation per rendering, e su quali sono gli strumenti che prevedi di usare.
Non preoccuparti, tra non molto tutto sarà più chiaro :) Nel frattempo, rispondi a queste domande: ti serviranno per comprendere meglio che tipo di workstation per rendering costruire.
- Qual è la scala di cui ti occupi nei tuoi progetti? Ad esempio, se specializzato nei render di interni, e quindi lavori su spazi relativamente contenuti o, addirittura, ti occupi di product design, la tua workstation per rendering avrà requisiti diversi rispetto ad una macchina pensata per gestire progetti a scala molto larga con scene che contengono milioni di poligoni.
- Quale motore di rendering usi? Il motore di rendering che usi si basa sulla CPU, sulla GPU, o su entrambe, come la soluzione ibrida proposta da V-Ray? Questa è una domanda molto importante a cui rispondere, che ti permetterà di scegliere con cura quali componenti richiedono un investimento economico maggiore.
- Quali software usi? In particolare, userai la workstation esclusivamente per le operazioni di rendering, o la userai anche per svolgere lavori di modellazione e di post-produzione un po’ più complessa rispetto a dei semplici aggiustamenti di colore? Magari ti piacerebbe creare una macchina adatta al video editing e, perché no, anche per il gaming?
Le risposte a queste semplici domande già dicono molto sul tipo di workstation per rendering di cui avrai bisogno e su quali componenti investire di più.
Prima di iniziare a parlare di ciascun componente, però, è importante fare una rapida distinzione tra motori di rendering basati sulla CPU e sulla GPU.
Se queste due sigle non ti dicono nulla… beh, ti consiglio di fare un passo indietro e consultare questo articolo in cui spiego come costruire un computer per fare architettura. Un post sicuramente dal taglio più generico rispetto a questo, ma che contiene le basi necessarie per vederci un po’ più chiaro se sei alle prime armi con hardware e affini!
Rendering CPU e GPU: stesso risultato, mezzi diversi!
Non tutti i motori di rendering sono uguali tra di loro.
Alcuni (come ad esempio Corona Renderer e V-Ray Adv) trasferiscono il carico di lavoro derivante dalle operazioni di rendering interamente sulla CPU.
Altri (come FStorm, Octane e V-Ray RT) sfruttano la scheda video (o le schede video) della workstation per rendering.
La tecnologia del GPU rendering ha fatto passi da gigante negli ultimi anni e sembra sia destinata ad evolversi in modi che nemmeno possiamo immaginare. Basti pensare al Progetto Lavina di Chaosgroup, presentato al SIGGRAPH 2018: in questa demo è possibile vedere un prototipo impressionante di raytracing in tempo reale.
Tuttavia, al momento, il GPU rendering rimane ancora soggetto a delle limitazioni abbastanza fastidiose.
Una su tutte è quella legata alla memoria delle GPU. Se stai usando un motore di rendering basato sulla CPU, nel momento in cui premi il pulsante “Render” la tua scena viene trasferita nella RAM della workstation ed elaborata nella fase di pre-rendering. Invece, se il tuo motore di rendering è basato sulla GPU, la scena viene trasferita alla RAM (o per meglio dire, la VRAM) della GPU.
Più la scena è complessa, maggiore è la quantità di RAM occupata in fase di pre-rendering, e se la memoria occupata dalla scena eccede la massima quantità di RAM a disposizione, è molto probabile che il tuo software vada in crash.
Quindi, dov’è il vero problema? Nella massima quantità di VRAM disponibile sulle schede video odierne.
Per darti un’idea, la nuova GTX 2080TI ha 11GB di VRAM e la possibilità di sommare la VRAM di più schede video installate in parallelo grazie alla tecnologia NVLink. Un gran bel passo avanti, anche se per adesso il render GPU non è ancora in grado di gestire scene particolarmente complesse, cosa che una workstation per rendering CPU può fare con relativa facilità espandendo la quantità di RAM installata.
Inoltre, considera che non è detto che un motore di rendering GPU-based supporti la totalità dei plugin e delle mappe (questo in particolare in 3DS Max) e che, rispetto alla CPU, le GPU lavorano a temperature più alte e generano molto più rumore causato dalla maggior quantità di calore da dissipare tramite raffreddamento.
Tuttavia, a patto di scegliere una scheda madre che supporti più schede video che lavorano in parallelo (SLI), una workstation pensata per il rendering GPU è molto più semplice da potenziare ed espandere rispetto ad una macchina pensata per rendering CPU: non dovrai fare altro che aggiungere o sostituire schede video e il gioco è fatto.
Invece, sostituire una CPU può rivelarsi più complicato. Non voglio entrare nel merito della questione, ma ti basti sapere che non è detto che la scheda madre della tua workstation supporti i modelli successivi di una CPU: se il socket (il connettore che ospita la CPU) non è compatibile col modello che hai adocchiato… ahimè dovrai sostituire anche la scheda madre.
Non preoccuparti, tra non molto ti aiuterò a decidere se orientarti verso un motore di rendering basato sulla GPU o sulla CPU.
Ma bando alle ciance, entriamo nel vivo della questione e capiamo assieme come scegliere proprio la CPU di una workstation per rendering!
La CPU: non tutti i processori sono uguali!
Va da sé che la scelta del processore è fondamentale in qualsiasi workstation per rendering… ed è importante il doppio se il tuo motore di rendering sfrutta la CPU!
Intendiamoci eh, scegliere la CPU per una workstation per rendering non significa banalmente installare il processore più potente che il tuo budget possa permetterti (che poi, parliamoci chiaro… “potente” è un termine molto generico).
Dobbiamo fare innanzitutto quel piccolo ragionamento a cui ti accennavo poco fa, ossia quello sulla destinazione d’uso della tua futura workstation. Macchina per rendering, modellazione o tutte e due? Prevedi altri usi aggiuntivi?
Altro passo indietro. Più che dalla frequenza dei singoli core che compongono un processore, la velocità di rendering nei motori basati sulla CPU è legata alla quantità dei core presenti in un processore (anche se la velocità dei singoli core è sempre un fattore da tenere in considerazione). Esistono CPU che contengono da 2 fino ad addirittura 32 core!
Tuttavia, solitamente le CPU con molti core presentano delle frequenze individuali più basse rispetto alle CPU con un numero più basso di core, e questa è una cosa che dovrai tenere ben presente quando sceglierai i componenti della tua prossima workstation per rendering. Perché? Presto detto: semplificando molto, la frequenza di un processore influisce direttamente sulla velocità di calcolo della workstation e quindi sulla fluidità delle applicazioni.
Facciamo un paio di esempi. Ciascuno degli 8 core di un processore Intel i7-10700K ha una frequenza minima di 3,80 GHz, fino a una frequenza Turboboost di 5,10 GHz. Discorso simile per il modello Ryzen 9 3900X di AMD, l’alternativa a Intel nel mercato CPU, i cui 12 core hanno una frequenza minima di 3,80 GHz e una massima di 4,60 GHz.
Prendiamo in esame invece un paio di CPU da 16 core. Le frequenze di un processore Intel Xeon Gold 6130 variano da un minimo di 2,10 GHz ad un massimo di 3,70 GHz. Va un po’ meglio col modello 1950X della linea Threadripper proposto da AMD, che ha una frequenza base di 3,40 GHz, fino ad arrivare ad un boost di 4,00 GHz. Ancora meglio con la novità di agosto 2018, il Threadripper 2990WX: una bestia da 32 core, ciascuno con una frequenza massima di 4,20 GHz.
Quindi… che si fa?
Nella maggior parte dei casi, il PC su cui lavorerai sarà una workstation per rendering multiuso: ciò significa che effettuerai la modellazione, il rendering dell’immagine e la sua post-produzione sempre sulla stessa macchina. In questo articolo, e in particolare nella parte finale dedicata alle configurazioni, ti mostrerò proprio come costruire una workstation bilanciata per diversi scenari d’uso.
In questo caso è importante trovare un bilanciamento tra quantità di core presenti nella CPU e frequenze di quest’ultima, e trovo che le CPU Threadripper di AMD siano un ottimo compromesso. La mia workstation ricade proprio in questa casistica e monta un Threadripper 1950x che mi permette di lavorare in modo fluido con Corona Renderer.
Caso diverso se stai costruendo una workstation per rendering GPU o una macchina su cui modellare e fare post-produzione, affidandoti ad un nodo esterno per il rendering (un nodo è una workstation esclusivamente pensata per trasferirvi le operazioni e i carichi di un rendering): dal momento che gran parte delle applicazioni che usiamo nel nostro lavoro non è in grado di sfruttare più di un certo numero di core insieme, ha molto più senso optare per CPU dalle frequenze più alte e un numero di core limitato.
Tuttavia, c’è un ultimo fattore da considerare nello scegliere la CPU di una workstation per rendering GPU: le PCIE Lanes supportate dal processore. Le PCIE-Lanes sono le “strade” con cui il processore si connette all’hardware montato sulla scheda madre (generalmente schede video e SSD M.2): ogni processore supporta una determinata quantità di queste connessioni, e per fare in modo che una GPU lavori a pieno regime servono 16x PCIE 3.0-Lanes.
Facciamo un esempio pratico: una CPU Intel i7 8700K supporta 16 PCIE-Lanes, e ti consentirà di usare solo una GPU a pieno regime, oppure due a regime ridotto occupando 8x PCIE-Lanes, con una differenza di prestazioni davvero poco rilevante. Caso diverso per il già citato AMD Threadripper 1950x, che supporta ben 64x PCIE-Lanes: questo significa che potrai installare fino a 4 schede video senza perdita di prestazioni, ammesso che la tua scheda madre abbia abbastanza alloggiamenti fisici per ospitarle!
La RAM, la miglior alleata dei motori di rendering CPU-based.
Qui non c’è molto da dire! Come avrai già capito, se la tua workstation per rendering è pensata per lavorare con un motore basato sulla CPU, più complessa è la tipologia di progetti di cui ti occupi, maggiore sarà la quantità di RAM di cui avrai bisogno per lavorare senza dover andare ad ottimizzare ogni volta dimensione delle texture, numero di poligoni, oggetti unici nella tua scena e via dicendo.
Insomma… the more, the better: più ce n’è, meglio è! Ti consiglio di andare sul sicuro e optare per una quantità pari a 64GB, a meno che tu non sia sicuro di lavorare su progetti dalla scala relativamente contenuta e che tu sia disposto ad ottimizzare la scena all’estremo, se necessario. Da utente Corona però, posso dirti che alcuni progetti che ho affrontato hanno spinto al limite persino i 64GB della mia workstation… non sono un granché ad ottimizzare le scene e Corona è davvero vorace per quanto riguarda la RAM!
Hai intenzione di acquistare una CPU AMD? Occhio alla compatibilità della RAM con la scheda madre! Prima di effettuare qualsiasi acquisto, documentati e verifica quali banchi di RAM siano compatibili sul sito web del produttore della scheda madre. Inoltre, sembra che le prestazioni delle CPU AMD migliorino all’aumentare delle frequenze della RAM, e il valore ideale, considerando il rapporto performance/prezzo, dovrebbe essere 3200 MHz.
Scegliere una GPU in modo intelligente.
Bene, spero di non averti perso a questo punto! Finora abbiamo visto come la scheda video sia la chiave di volta in una workstation per rendering GPU. E per quanto riguarda le workstation per rendering CPU? Che GPU scegliere?
Mettendo da parte per un attimo il discorso del GPU rendering, la funzione principale della GPU in una workstation è quello di gestire il viewport delle applicazioni in modo fluido ed efficiente; inoltre, la GPU sfrutta anche alcune funzioni integrate nei motori di rendering basati sulla CPU, tra cui l’AI Denoiser incluso in V-Ray Next (e presto anche in Corona Renderer).
La buona notizia è che per gestire il viewport e usufruire di queste funzioni non avrai necessariamente bisogno di una scheda video top di gamma: una Nvidia GTX 1070 o una Nvidia GTX 1080 dovrebbero essere più che sufficienti. Se hai intenzione di usare la tua workstation per rendering anche per video editing e/o gaming senza compromessi ti consiglio invece di spostarti verso una GTX 1080TI, top di gamma nel mercato consumer.
Altra musica per quanto riguarda il GPU rendering. In questo caso, la potenza della scheda video (o per essere più tecnici, la quantità e la frequenza dei CUDA core presenti in una scheda video) è fondamentale, quindi punta sempre al miglior modello che il tuo budget possa permetterti. Anche in questo caso, la Nvidia GTX 1080TI è una delle scelte più gettonate da chi fa GPU rendering per via del suo rapporto prezzo/performance.
Inoltre, considera che una workstation pensata per il GPU rendering dovrebbe essere costruita in modo da poter predisporre GPU multiple che lavorano in parallelo, quindi ti suggerisco di investire in una maggiore flessibilità futura e scegliere una scheda madre che supporti la tecnologia SLI (per le schede video Nvidia) o CrossFire (per le schede video AMD), in modo tale da poter collegare più schede video sulla stessa scheda madre.
Una nota dolente di questo tipo di tecnologia è che la VRAM totale disponibile non viene sommata per ciascuna scheda: la massima quantità di VRAM disponibile nella tua workstation per rendering GPU sarà invece equivalente a quella della scheda video con meno VRAM presente sul tuo sistema.
Questo ti fa capire ancora di più come la quantità massima di VRAM presente sulle schede video odierne sia il vero tallone d’Achille del GPU rendering.
C’è però da dire che le tecnologie relative a questo ambito stanno facendo passi da gigante, e nel giro di qualche anno, oltre ad abbattere tutte le limitazioni che il rendering GPU impone su materiali e geometrie visibili, ci offriranno schede video con 64 GB di VRAM a prezzi abbordabili.
Inoltre, le nuove schede video della serie RTX di Nvidia promettono grandi cose per quanto riguarda il raytracing in tempo reale e, meraviglia delle meraviglie, le GeForce RTX 2080 e 2080TI addirittura supportano la tecnologia NVLink che consente a più schede installate in parallelo che supportano questa tecnologia di sommare la VRAM di ciascuna GPU.
Insomma, grandi notizie per chi usa motori di rendering basati sulla GPU, e aggiornerò questo articolo non appena avremo riscontri più certi e prezzi consolidati sulle nuove RTX. Per adesso, se lavori su progetti molto complessi con milioni e milioni di poligoni, per il momento l’alternativa è o portare all’estremo l’ottimizzazione della RAM occupata dalla scena, o lavorare di CPU rendering.
Tuttavia, per rendering di spazi contenuti (o in genere ambienti non molto complessi), automotive o product design, troverai in una workstation per rendering GPU (assieme a un buon motore di rendering!) una potente alleata.
Ma… le Quadro?
Se mastichi un pochino di hardware e affini, noterai come non abbia consigliato l’acquisto di una scheda video Quadro di Nvidia. Eresia! …O forse no?
A dire il vero ho già parlato del mio punto di vista sulle schede video della gamma Quadro in questo articolo, ma direi che in questa sede è assolutamente il caso di approfondire il discorso.
La serie di schede video Quadro è pensata per l’utilizzo in applicazioni che richiedono calcoli simultanei molto precisi ed esigenti in termini di precisione, come ad esempio per simulazioni e modelli matematici, nella ricerca scientifica e per CAD a livelli altissimi. Tuttavia, il vantaggio delle schede video della serie Quadro è che molto spesso dispongono di quantità di VRAM superiori a quelle presenti sulle schede video della serie GTX.
Ma questa caratteristica non si traduce necessariamente in prestazioni superiori rispetto a quelle che possono vantare le GPU della serie GTX. Anzi, in termini di tecnologia hardware le GPU Quadro si trovano una generazione indietro rispetto alle schede video “da gaming”.
Nonostante questo, i controlli di qualità più rigidi effettuati sulle Quadro e la possibilità di ottenere driver certificati dai produttori delle applicazioni, rendono queste schede video molto più costose, e a parità di performance con una GTX è possibile spendere fino a quattro volte di più!
In definitiva, il mio parere è che una GTX sia un acquisto decisamente più intelligente… insomma, anche se dovessi sostituirne tre di fila, spenderesti ugualmente meno che comprando una Quadro!
BONUS: La mia workstation per rendering CPU!
Come piccolo regalo, in questo paragrafo ti riporto la configurazione che ho preparato per la mia workstation, pensata per lavorare in Corona Render, quindi con un motore di rendering CPU-based.
Ovviamente, questa configurazione è semplicemente un’indicazione di massima su come costruire una workstation per rendering affidabile, ed è estremamente soggetta alle continue evoluzioni del mercato dell’hardware.
Tuttavia, grazie alle conoscenze che ti ho fornito in questo articolo sarai in grado di valutare quali siano i componenti più adatti anche in futuro :)
Workstation per rendering CPU
CPU: AMD Ryzen Threadripper 2990WX
CPU Cooler: Enermax – LiqTech TR4 360
Scheda madre: Gigabyte – X399 DESIGNARE EX ATX TR4
RAM: G.Skill – Ripjaws V Series 64GB (4 x 16GB) DDR4-3200
SSD: Samsung – 970 Pro 512GB M.2-2280
HDD: Western Digital – Gold 4TB 3.5″ 7200RPM
GPU: EVGA – GeForce GTX 1070 8GB SC GAMING ACX 3.0 Black Edition
Case: Fractal Design – Meshify C Dark TG ATX
Alimentatore: EVGA – SuperNOVA G3 750W 80+ Gold Certified Fully-Modular ATX
A buon rendering e buoni acquisti!
Federico