3Dモデリングとレンダリングに必要なハードウェア

3Dアーティストの方は必見。最適なハードウェアを選択する方法

ジュニアの3Dアーティストでも、長年3Dモデリングとレンダリングの経験が豊富な専門家でも、ビジョンを実現化するには高性能なハードウェアが必要です。

しかし3Dアーティストにとって、最適なハードウェアを選択するのは簡単ではないので、今回このガイドで3Dモデリングとレンダリングのワークステーション構築のために、ハードウェアの詳細を比較して詳しく説明します。

3Dモデリングとレンダリングのハードウェアの仕様

建築ビジュアライゼーション、産業デザイン、プロダクトビジュアライゼーション、モーショングラフィックス、ゲーム、VFX、映画とテレビ、広告など様々な分野で3Dグラフィックに携わるスペシャリストたちは、強力なハードウェアスペックを持つコンピューターを必要とします。

有能なコンピューターがなければ、シンプルなレンダリングでさえロードに時間がかかる可能性があり、基本的な操作の度に数分の遅れが続く可能性があります。 プロとして、そんな非効率な設定ではやっていけません。

しかし3Dレンダリングに最適なワークステーションを購入する前に、3Dレンダリングには主に2つのタイプがあり、それぞれ少しずつ違ったハードウェアのスペックを必要とすることを理解する必要があります。

CPU(中央処理装置)レンダリング

CPUレンダリングは、CPUでさまざまな3Dグラフィックスをレンダリングするために広く使用されています。このタイプの3Dレンダリングは、3ds Max、Maya、Cinema 4D、Blender、に対応していて、3Dアニメーション、モデル、ゲーム、画像を作成するための多くの3DCGプログラムに対応しています。

レンダリングに最適なCPUは、複数のコア、高いクロック速度、およびハイパースレッディングなどのテクノロジーに対応している必要があります。 CPUレンダリングの最大の利点の1つは、GPUレンダリングよりもはるかに大量のメモリを利用できることです。 また、CPUにはGPUよりも多くの命令セットが用意されているため、実行できるタスクの種類がより柔軟になります。

GPU(グラフィックスプロセッシングユニット)レンダリング

GPUレンダリングは、主にOctane、Redhshift3D、VRAY-RTなどの最新のGPUエンジンのおかげで、過去数年間で人気が急上昇しています。 GPUエンジンを使用すると、CPUの代わりにグラフィックカードを使用してレンダリングできます。1つのGPUは5〜20個のCPUに相当するため、レンダリングプロセスが高速化され、複数のGPUカードを使用できます。

グラフィックカードを使用して3Dグラフィックをレンダリングする場合は、十分なメモリ、優れたパフォーマンス、効率的に冷却できる機能を備えた、ハイエンドなグラフィックカードを検討する必要があります。 GPUレンダリングは、手間のかかる作業をグラフィックカードに依存しているため、多くのコアが低い周波数で実行されているCPUではなく、最大コアとクロック数のCPUで最高のパフォーマンスを発揮します。

では、3Dレンダリングの主な2つのタイプについてわかったところで、3Dアーティストがワークステーションを選択するときに注意すべきそれぞれのコンポーネントを詳しく見ていきましょう。

CPU

CPUかGPUレンダリングのどちらに関心があるかは関係なく、選択した3DCGプログラムをスムーズに機能させるには、強力なCPUが必要です。 3Dアーティスト用のCPUを選択するときは、コア数、クロック速度、および価格に注意してください。

  • コアの数:簡単に言えば、コアはCPUの数を処理する部分です。 CPUのコアが多いほど、同時に実行できるタスクも多くなります。 CPUレンダリングエンジンは各コアに1つのバケットを割り当てるため、コアはCPUレンダリングに関しては特に重要です。
  • クロック速度:CPUが命令を実行できる周波数を指します。 クロック速度が速いほど、CPUは高速になります。 最新のCPUのほとんどは、動的オーバークロックと呼ばれる(ターボブーストとも呼ばれる)機能をサポートしています。この機能は必要に応じてクロック速度を一時的に上げます。
  • 価格:CPUの価格は様々ですが、3Dモデリングとレンダリングに最適なCPUとされている一部のハイエンドなものは、他のCPUよりもはるかに優れたパフォーマンスに比例して価格も高くなります。

その中からおすすめを選ぶとすると、AMDとIntelです。2つの企業からそれぞれ2つずつおすすめを紹介します。

AMD Threadripper 2990WX

コア数:32

クロック速度:3.0 GHz

価格:$ 1,799

AMD Threadripper 2990WX

AMD Threadripper 2990WXは、世界初の32コアプロセッサとして際立って強力なCPUです。 32コアは64スレッドの同時マルチプロセッシングパワーを提供し、プロセッサがCPUレンダリングで優れていることは言うまでもありません。 3.0GHzでクロックされるAMDThreadripper2990WXは遅くありませんが、4GHzに近いクロック速度を持つ、他のCPUが多くあります。

Intel i9 9980XE

コア数:18

クロック速度:3.0 GHz

価格:$ 1,979

Intel i9 9980XE

Intel i9 9980XEは、Intel Virtualization Technology(VT-x)、Intel Optane Memory、および 4.50 GHzのクロック速度に到達するIntel Turbo Boost Max Technology 3.0(AMD Threadripper2990WXは4.2GHzに到達する)をサポートしているため、(わずか)18コアですが、AMDThreadripper2990WXの手ごわいライバルです。

AMD Ryzen 9 3900X

コア数:12

クロック速度:3.8 GHz

価格:499ドル

AMD Ryzen 9 3900X

12コアと3.8GHzの基本クロック速度を備えたAMDRyzen9 3900Xは、わずか499ドルで値段からすると一番です。 CPUには、Wraith Prismと呼ばれる、高性能で比較的静かなエアクーラーが付属しているのがさらに高ポイントです。

Intel i9 9900K

コア数:8

クロック速度:3.6 GHz

価格:499ドル

Intel i9 9900K

CPUレンダリングが最大クロック速度の恩恵を受けることはすでに実証されており、だからこそInteli99900Kは他より際立っています。 この8コアCPUのベースクロックは3.60GHzですが、最大ターボ周波数は5.00GHzです。

レンダーファームへのアウトソーシング

上記のCPUの価格を見ると、残りのハードウェアコンポーネントを予算内に収めることができるか不安になったかもしれません。そういう場合にお勧めなのが、レンダーファームを利用するアウトソーシングというオプションです。

GarageFarm.NETのようなレンダーファームを使用すると、プロジェクトをレンダリングするために必要なすべてのCPUおよびGPUリソースを非常に手頃な価格でレンタルできます。 GPUレンダーファームと同様に、信頼性が高く、いつでも利用でき、アマチュアからプロまで世界中のグラフィックアーティストから信頼されています。

手頃な価格のワークステーションを組み合わせて快適に作業でき、レンダーファームで素早くレンダリングすれば厳しい期限でも余裕ができ、高価なハードウェアのコストを節約することもできます。

レンダーファームへのアウトソーシング

GPU

GPUレンダリングには、CUDAコアが豊富なNvidiaグラフィックカードが最適です。 OpenCLやAMDRadeonProRenderなどのテクノロジーのおかげでAMDグラフィックスカードでのレンダリングも可能ですが、ほとんどの3DアーティストはAMDカードを敬遠しているため、制限なしに幅広いソフトウェアアプリケーションとレンダリング方法を使用できます。

レンダリングするGPUを選択するときは、できるだけ多くのテクスチャをロードできるようにするため、GPUのメモリ量に注意してください。 クロック速度に基づいてGPUを比較するのではなく、ベンチマーク結果を比較する方がはるかに良いです。 OctaneBenchは、誰もが同じバージョン、同じシーン、設定の使用を確認することで、公平な場を提供する人気のベンチマークです。 最後に、ベンチマークスコアを価格で割ることにより、GPUのパフォーマンス/ドルを計算できます。

RTX 2080 Ti

メモリ:11

OctaneBench:3.6 GHz

パフォーマンス/ドル:0.253

RTX 2080 Ti

NvidiaのRTX2080Tiは、11 GBの次世代超高速GDDR6メモリ、リアルタイムレイトレーシングテクノロジーをサポートするTuring GPUアーキテクチャ、新しいベイパーチャンバーと組み合わせた2軸13ブレードファンは超低温で静かな性能を実現し、グラフィックスカードの中でも最高のものです。

RTX 2070

メモリ:8

OctaneBench:210

パフォーマンス/ドル:0.381

同じチューリングアーキテクチャをその兄弟製品と共有しているRTX2070は、驚くべきパフォーマンスで、予算にやさしいハイエンドGPUです。 GPUには、8 GB GDDR6、1620 MHzのブーストクロック、およびオーバークロック後も温度を低く保つことができる冷却システムがあります。

GTX 1080 Ti

メモリ:11

OctaneBench:222

パフォーマンス/ドル:0.317

GTX 1080 Ti

GTX 1080 Tiはかつてのような際立ったものではなくなりましたが、中古価格が低くメモリが大量にあるため、マルチGPUセットアップには依然として良い選択肢です。 1つのRTX2080Tiの価格で、複数のGTX 1080 Tiを入手して、プロジェクトをはるかに高速にレンダリングできます。

Quadro P6000

メモリ:24

OctaneBench:139

パフォーマンス/ドル:0.036

Quadro P6000は、建築家、3Dアーティスト、アニメーター、科学者、およびハードウェア、ソフトウェアの最先端のエコシステム活用を熟知する専門家が使用する、ワークステーショングレードのグラフィックカードで、公式ウェブサイトに記載されているように、今日の難題を明日のビジネスの成功に変えるためのツールと言えます。24GBものメモリを搭載しているので費用はかかりますが、リアルタイムのレイトレーシングを簡単に処理できます。

GPUサーバーレンタルサービスの使用

強力なGPUに多額の資金を投入する前に、それを使用する頻度をもう一度考えてみてください。 作業のごく一部でしかGPUレンダリングを必要としない場合は、手頃な価格のGPUを購入し、Xesktop.comなどのGPUサーバーレンタルサービスを使用して、必要なだけのGPU処理能力をレンタルする方が大規模なプロジェクトを期限内に完了するためにはよい場合があります。

ハードディスク

3Dアーティストは全てのリソースに、プロジェクトのたくさんのコピーを保存するために十分なストレージスペースを必要とします。 ストレージは近年では非常に手頃な価格になっていますが、すべてのストレージデバイスが同じではありません。 ギガバイト毎に良い価格を提供しているものもありますが、パフォーマンスに関しては多くの課題が残されており、他のものに関しては逆のものもあります。

ハードディスクドライブ(HDD)

従来の回転式ハードディスクドライブ(HDD)は、最大16 TBの容量で利用でき、現在市場に出回っているすべてのストレージデバイスの中でもギガバイトあたりの価格は一番良いです。 エンタープライズHDDはさらに優れた信頼性を提供し、エンタープライズ環境にも適しています。 唯一の欠点は、パフォーマンスが限られていることなので、主にアーカイブ目的に適しています。

ソリッドステートドライブ(SSD)

ソリッドステートドライブ(SSD)は、集積回路アセンブリをメモリとして使用して、データを永続的に保存し、通常はフラッシュメモリを使用するため、可動コンポーネントは含まれていません。 消費者向け製品クラスのSSDは、128GB〜数TBのストレージ容量を提供し、従来のHDDよりも平均して5〜20倍優れたパフォーマンスを発揮します。

M.2 SSDs

M.2 SSDは、PCI Express 3.0、Serial ATA(SATA)3.0、およびUSB 3.0を公開するM.2拡張スロットを介して接続し、SSDよりもさらに優れたパフォーマンスを提供します。 ただし、このパフォーマンスには高額な費用がかかるため、M.2SSDは主にOSドライブとして使用されています。

冷却システム

最もエネルギー効率の高いワークステーションでさえ、高負荷では大量の熱を発生するので、適切な冷却システムを整えておくことは3Dアーティストにとって必須です。

ハードウェアコンポーネントが過熱すると、寿命が短くなりますが、熱スロットリングによってパフォーマンスが制限され、損傷を防ぎます。 最新のCPUの多くは、空冷システムや液体冷却システムなどのアフターマーケット冷却システムでのみ、ターボクロック速度を維持できます。

エアークーリング

多くのCPUとすべてのGPUには、ボックスにエアクーラーが含まれていますが、ストックのエアクーラーはかなりうるさく、アフターマーケットのクーラーほど効果的ではない傾向があります。

静かさのためにウォータークーリングを検討している場合は、必要ありません。 800Dは非常に静かで、Intelクーラーも静かさに定評があります。 たとえば、強力なAMD Ryzen 9 3900Xは、AMDの標準的なエアクーラーよりも冷却効果は大きく、Dark RockPro4の方がかなり優れたパフォーマンスを発揮します。

エアークーリング

エアークーラーを可能な限り効果的にするには、1つ以上のファンがケース内に新鮮な空気を入れ、1つ以上のファンがケースから熱風を押し出して、ワークステーションケース内に十分に空気を流す必要があります。 繰り返しになりますが、ハイエンドのアフターマーケットファンは、ケースメーカーが製品に組み込んでいるストックファンよりもはるかに優れたパフォーマンスを発揮します。

液体冷却

液体冷却は昨今、エアークーリングの代替として、優れた熱性能、最小限のノイズ、およびコンポーネントの寿命の延長を提供します。 単一の液体冷却システムで、CPUとGPUの両方を同時に冷却することが可能です。

水は熱容量が大きいため、液体冷却用途に最適なものの1つですが、防食添加剤、染料、殺生物剤を含む特殊な冷却剤もあります。 高性能液体冷却システムの良い例をあげると、360 mmradと3つのPureWings2ファンを備えたBeQuiet!SilentLoop360です。

液体冷却システムには、定期的に液面を補充するなどのメンテナンスが必要です。また、亀裂や接続不良によって冷却剤がシステムから漏れた場合、ハードウェアコンポーネントに数百ドル相当の損傷を与えるリスクもあります。

結論

これで、3Dプロジェクトをレンダリングするためのハードウェアを選択する方法について理解が深まったと思います。 3DグラフィックスのワークステーションPCのハードウェアコンポーネントは決して安価ではなく、互換性を確認するにはある程度の作業が必要です。 わずか数年で廃止されることがわかっているハードウェアコンポーネントに数千ドルを費やし、インストールとコンフィグレーションに手間をかけたくなあい場合は、3Dレンダリングファームへのアウトソーシングがより良い代替手段だと思います。

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