从黄仁勋在GTC上提及超过30次的技术,看NVIDIA的远见与坚持

2019 GTC大会上,光影关注(Real-time Ray tracing)是NVIDIA首席执行官黄仁勋主题演讲中重点中的重点。近三小时的主题演讲中,五成以上时间与光影关注技术有关,在记者会上,黄仁勋也提及光影关注至少30次以上,加上光影关注也是NVIDIA与劲敌AMD目前在GPU设计上的重大差异,重要性不言可谕。

两款商业游戏引擎将集成光线关注功能

黄仁勋在GTC记者会中重申,AMD今年亮相的GPU Radeon Vll,虽然采用目前最昂贵的台积电七纳米半导体制程,但没有光影关注与深度学习超高采样(DLSS)两大关键技术,总性能表现比采用12纳米制程的GeForce RTX 2060还要差,从IC设计商的角度来看是C/P值较低的产品。

在这次的GTC上,黄仁勋也亲自宣布,全球最受欢迎的两款商业游戏引擎Unreal Engine和Unity近期宣布都将集成光线关注功能。游戏开发商可在NVIDIA GeForce GPU上运行即时光线关注效果。

光线关注GPU曲高和寡,玩家兴趣缺缺

在美国的游戏大展GDC中,已经有包括《Control》《狂龙追猎(Dragonhound)》《雷神之锤II RTX(Quake II RTX)》等多款游戏已经有此功能。

另外,NVIDIA也认为支持光线关注的GPU用户群增长至数千万人。搭载Pascal和Turing架构的NVIDIA GeForce GTX GPU将通过预计在4月推出的驱动程序,享有光线关注支持的游戏。

新版驱动程序将可让数千万个GPU具备对支持即时光线关注游戏的能力,加速该项技术的发展并为游戏开发商带来更多的用户。

2018年8月,NVIDIA推出支持即时光线关注技术(Real Time Ray Tracing)的GeForce RTX 2000系列GPU,希望光线关注能为游戏业带来新的革命。

不过,由于支持光线关注功能的游戏数量稀少,加上售价比前一代GPU昂贵许多,不少玩家延后购买,希望等支持的游戏更多或价格更亲民再行动,导致NVIDIA的第四季财报中,光线关注RTX GPU的销量不如预期,最后,总体营收比先前财报预测低了5亿美元,也因此分析师质疑光线关注是未来产品,现在推出曲高和寡,时间太早。

没有CUDA,深度学习的发展将延迟

这样的结果,也许让NVIDIA觉得意外,但并不会觉得陌生,因为在2007年,NVIDIA推动CUDA架构( Compute Unified Device Architecture,计算统一设备架构)时,也是个疯狂激进与走在“未来”的产品。

GPU的强项在于图形搭建,若想要用GPU做非图形,如科学运算或一般类型运算,复杂麻烦又没效率,而NVIDIA的CUDA让GPU做图形以外的运算变得简单容易。

“CUDA可以运行在NVIDIA GeForce 8系列之后的GPU上,GPGPU也算是一种平价的高性能计算方式,它把桌面计算机变成一台个人的超级计算机(personal supercomputer in a desktop)。”《GPU高性能计算环境—CUDA与GPU Cluster介绍》一文中强调。

这是个伟大的创新,但在当时NVIDIA的主要客户还没有高速运算需求的计算机游戏或美术设计企业,但NVIDIA挺而走险,坚持要做到大规模普及,因此在GeForce 8系列后“每一款”GPU都支持CUDA。

“即便是今天回想起来,这仍然是一个风险极高、形同疯狂的决定。这意味着面对这些尚没有高性能运算需求的传统客户,NVIDIA都必须在硬件产品的设计中增加相关的CUDA逻辑电路,这使得芯片面积增大、散热增加、成本上升、故障几率增加;同时,对于每一款产品,相关的软件驱动都必须保障对CUDA的完美支持。”中国AI公司格灵深瞳首席执行官赵勇撰文指出。

CUDA与GPU硬件本身紧密的结合,推升现在的GPU加速浪潮,让AI走出实验室走入企业。

2007年NVIDIA正式把CUDA引进产品中,当时AI还处于第二次寒冰期。由深度学习教父辛顿(Geoffrey Hinton)执笔的深度学习技术重要文献《Deep Belief Networks》在2006年才刚发布,距离2012年至2013年AI应用大爆发时期还有六年至七年时间。

CUDA与GPU硬件本身紧密的结合,推升现在的GPU加速浪潮,让AI走出实验室走入企业。 CUDA是深度学习发展的加速剂,让深度学习的计算速度倍增。

CUDA让NVIDIA的GPU生态圈迅速成型,而CUDA也帮NVIDIA筑起一道坚固护城河。 “如果没有NVIDIA的CUDA,科学界证实深度学习巨大潜力的时间不知道还要推迟多久。”赵勇强调。 NVIDIA也因此收获甜美的果实,股价在2016年年初的20元至30元开始涨至2018年中的270元至280元。

光线关注也有异曲同工之妙

NVIDIA并非发明即时光影关注,光线关注技术最早可追溯于1969年,由IBM员工Arthur Appel在提出,1979年计算机科学家Turner Whitted解释如何反射、阴影和反射等捕捉。

用CPU做光影关注耗耗时间,即使很小的图都要让用户等上好几分钟,但NVIDIA通过GPU将光线关注发扬光大,提高效率。

除游戏、电影工业,光线关注在建筑与制造业扮要角

在这次的2019 GTC大展中,已经看到不少厂商把NVIDIA RTX技术应用到各类领域,如中国最大轨道运输设备制造商中国中车(CRRC)就采用法国工业虚拟软件服务商ESI集团的虚拟制造服务。 ESI集团帮中国中车打造出一个取代物理模型的1:1虚拟模型,中国中车利用虚拟模型,审查车辆原型,像车外光线与车内灯光装设如何影响车内乘客视觉,在大量制造前就可进行调整,大幅降低车辆开发的时间与成本。

对于建筑业来说,光线关注技术相当重要,因为光线是建筑业的灵魂要素,安藤忠雄就曾说,“我的作品中,光永远是一种空间戏剧化重要元素” ,贝聿铭也强调“利用光线做设计”。而建筑业采用RTX技术将走在游戏前面。

也就是说,除游戏、电影工业,光线关注在建筑与制造业扮要角,而对者两大产业来说,光线关注已经是现在所需,而非未来产品。

那光线关注最终是否能如CUDA,让外界看到NVIDIA的远见与坚持呢?外界拭目以待。

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