Trong lĩnh vực diễn họa kiến trúc, các phần mềm Render (Kết xuất hình ảnh) sử dụng CPU để tính toán như Vray đã rất phổ biến trong thời điểm hiện tại. Tuy nhiên, sử dụng tài nguyên CPU để tính toán bắt đầu bộc lộ một số nhược điểm như thời gian Render, khả năng Preview,… Gần đây, một phương thức Render mới, sử dụng tài nguyên GPU (Graphic Processing Unit – Card đồ họa) để Render bắt đầu được phát triển. Phương thức này có thể khắc phục được các nhược điểm của Render CPU. Trong bài viết này, những thông tin cơ bản của GPU Render, kèm theo đó là một số phần mềm cơ bản sẽ được giới thiệu. 

 

CPU Render và GPU Render

Trong Render 3D kiến trúc, thì 2 yếu tố quan trọng nhất là chất lượng hình ảnh (video) và tốc độ Render. Hiện nay, giữa các phần mềm Render nói chung, thì chất lượng hình ảnh (video) hầu như không có sự chênh lệch. Chỉ có những chuyên gia, hoặc sử dụng cho những yêu cầu đặc biệt, thì yêu cầu về chất lượng hình ảnh cao mới được đề cập tới. Do vậy, yếu tố tốc độ Render trở thanh 1 yếu tố quan trọng, đặc biệt là đối với những dự án lớn.

Hiện có 2 công nghệ để Render 3D, đó là CPU (Central Processing Unit) Render và GPU (Graphic Processing Unit) Render. Công nghệ CPU Render đã có từ lâu, và phổ biến với dòng sản phầm Vray. Ngược lại, công nghệ GPU Render tuy cũng đã được ra đời từ khá lâu, song thời gian gần đây mới được đầu tư phát triển, do năng lực tính toán của GPU trở nên ngày càng mạnh hơn. 

Vậy, CPU Render và GPU Render có điểm gì khác nhau? Ngay từ tên gọi, CPU Render sử dụng hoàn toàn khả năng tính toán của CPU để tính toán và hiển thị các điểm ảnh, trong khi đó GPU Render lại sử dụng khả năng của GPU. Do vậy, sự khác nhau của 2 công nghệ này nằm ở bản chất của CPU và GPU.

Đối với CPU, mặc dù thời gian gần đây có sự tiến bộ trong công nghệ bán dẫn, tuy nhiên 1 CPU thường không có nhiều nhân xử lí (Dòng Xeon của Intel hay Threadripper của AMD cũng chỉ có tối đa 64 nhân – 128 luồng xử lí). Bù lại, tốc độ xử lí của các nhân riêng lẻ là rất cao (lên đến 5.3 Ghz đối với vi xử lí mới nhất của Intel – Core i9 11900k). CPU được thiết kế cho các tác vụ yêu cầu độ trễ thấp, và được tối ưu hóa cho các tác vụ đơn lẻ. Ngược lại, đối với GPU, chúng được thiết kế cho các nhiệm vụ chạy song song, chẳng hạn như việc tính toán màu sắc cho các pixel để hiển thị trên màn hình. 1 GPU tuy có tốc độ xử lí trên mỗi nhân đơn lẻ là thấp hơn so với CPU (khoảng 1.73Ghz cho GPU mới nhất của Nvidia – RTX 3090), tuy nhiên số nhân tính toán của nó lại rất lớn, lên đến hang nghìn, do vậy, GPU lại có thể xử lí được nhiều công việc đơn giản cùng 1 lúc . Và Render 3D lại là công việc không yêu cầu tốc độ xử lí cao trên mỗi nhân, do vậy, về bản chất, nó hợp với GPU hơn là CPU. Có thể tưởng tượng CPU như 1 chiếc xe ô tô thể thao, có khả năng tang tốc và đạt tốc độ rất cao, tuy nhiên khả năng chuyên chở hành lí lại kém hơn, còn GPU như 1 chiếc xe container, tuy không có tốc độ cao nhưng lại có khả năng mang nhiều hang hóa (thông tin).

Bảng dưới đây tóm tắt các ưu nhược điểm của CPU Render và GPU Render:

 Ưu điểmNhược điểm
CPU Render
  • Có sự quen thuộc với người dung (do có lịch sử lâu hơn)
  • Số lượng phần mềm nhiều hơn
  • Ổn  định hơn
  • Tốc độ Render chậm
  • Rất khó để nâng cấp CPU (sẽ phải thay Mainboard)
  • Chiếm dụng tài nguyên máy tính, không thể đa nhiệm khi đang Render
GPU Render
  • Tốc độ Render rất nhanh (Từ 5-15 lần CPU Render)
  • Có khả năng kết hợp nhiều GPU trên 1 bộ máy tính để tăng tốc Render
  • Khả năng Render Real time (vừa chỉnh sửa Model vừa Render)
  • Phụ thuộc vào driver
  • Có thể xảy ra tình trạng nghẽn cổ chai giữa CPU và GPU

          Hình trên so sánh chất lượng hình ảnh, thời gian Render giữa CPU Render và GPU Render (Nguồn: minhancomputer.com ). Có thể thấy rằng, chất lượng hình ảnh giữa 2 công nghệ là không quá khác biệt, trong khi đó, thời gian Render của GPU chỉ bằng 1/5 so với CPU

MỘT SỐ PHẦN MỀM GPU RENDER

Vray RT (Real Time)

Nhắc đến Vray, thì người ta thường nghĩ đến CPU Render, tuy nhiên, đối với Vray RT, thì sức mạnh tính toán của GPU đã được sử dụng. Về chất lượng hình ảnh Render, thì Vray đã quá quen thuộc với người dung, và đã được đảm bảo qua lịch sử lâu đời.Arnold Render

Arnold Render

Năm 2018, Autodesk đã phát hành bản 3DsMax 2018 với việc thay thế plugin Mental Ray bằngArnold 5. Với việc đầu tư nhiều công nghệ mới, Arnold đang hứa hẹn trở thanh 1 công cụ Render hang đầu trong thời gian tương lai.