十年磨剑,nvidia第一款光线关注gpu登场,瞄准vr趋势,要让即时成像更真实 – 十轮网-九游会官网真人游戏第一品牌

全球最大的计算机图学和交互技术大会siggraph 2018年度大会今年三度在温哥华举行,gpu技术龙头nvidia首席执行官黄仁勋,在siggraph第二天也举办了一场新产品和技术发布会,正式发布了nvidia第8代新gpu架构turing(图灵),也推出了采用此架构的第一款具备光线关注运算力的gpu显卡quadro rtx和服务器quadro rtx server。

黄仁勋强调,rtx gpu是世界第一款光线关注gpu(ray tracing gpu),采用了nvidia最新第8代的gpu架构turing架构(图灵)。

光线关注是源自1979年计算机科学家turner whitted一篇论文,他提出了光线关注的计算机图形计算新算法架构,改从关注光线在不同表面上的反应,来仿真真实世界的光影变化。通过关注光线碰到物体表面时产生的反射、折射和阴影效果,再加上光线继续遇上其他物体于场景中所有光线交互的情况等。当年他已经可以做出每秒64个像素的光线关注几何图形视频。

但就算到了去年,要做到即时光线关注的计算,仍旧是一大难题,只能通过大量运算事前产生,尤其在vr虚拟世界,这是一直无法实现的技术门槛,无法即时创造出如真实世界般的立体图片体验。

黄仁勋指出,皮克斯打开了计算机动画时代,也反映出创意行业爆发式的成长,但cpu的进展如摩尔定律所描述,越来越缓慢,唯有gpu性能的进展,也同样是爆发性的指数成长。

olympus digital camera

摄影/王宏仁

rtx gpu采用了nvidia第8代新gpu架构turing,除了sm多核心处理器外,也内置张量核心tensor core,还添加加了光线关注核心rt core负责光线关注计算。

为了实现即时真实图片的能力,计算机从图形仿真开始,在nvidia推出gpu之后,开始可以计算材质、进行仿真,后来可以进一步进行角色仿真( character animation),甚至结合ai后可以进行脸部表情仿真(facial animation)。但是,即时光线关注的计算一直是个难题,迟迟无法实现,黄仁勋指出,光线关注可说是计算机图形计算的圣杯。

直到在今年3月,nvidia先在gtc大会上发布了光线关注框架rtx,来加快即时光线关注的计算。可以利用现有gpu的运算力,来执行rtx框架需要的计算,从而实现了即时光线关注的计算。

为了展现即时光线关注的效果,nvidia今年3月还展示了一段《星际大战》光线关注特效示范短片reflections,来呈现即时光线关注的光影渲染效果。

从短片中,反映在两位卫兵金属盔甲上的光影渲染效果,利用即时光线关注计算产生的阴影和反射、折射效果,显得格外真实。 3月当时,为了制作这个短片,nvidia利用了配备4个人工智能专用的volta gpu以及价值7万美元的人工智能工作站dgx station才得以实现。

不过,这个软件上的即时光线关注成果,不到半年,nvidia就随即实践在新的gpu产品上,而且再度被超越了,现在只需用单张新推出的光线关注gpu卡quadro rtx 8000就能做到。

nvidia花了10年,上万名工程师,累积一层层技术才打造出这款光线关注gpu。他甚至用了新的单位每秒关注光线数,来描述rtx gpu的新能力,黄仁勋说,rtx最大可关注到每秒10 giga道光线(100亿道),整体计算能力可以达到16 tflops,每秒500万亿次张量计算,gpu也采用了nvlink传输技术,每秒可传输100gb数据。

rtx gpu所采用的第八代gpu架构turing,除了sm多核心处理器外,也内置张量核心tensor core,另外还添加加了光线关注核心rt core负责光线关注计算,最大可提供125 tflops的半精度浮点数计算。 rtx gpu可以提供8k即时影音编码,传输接口上也支持usb type-c以及nvidia最新提出的vr接口标准virtuallink。

摄影/王宏仁

nvidia在siggraph发布会上也展示了同一张图,通过不同图形运算技术处理过的效果,从左上角的传统图形处理,最右下角最后一张,就是运用rtx gpu,来实现即时光线关注和ai降噪处理的成果,甚至还运用了大量内存来实现全局照明。

nvidia资深副总裁tony tamasi指出,nvidia早在10年前开始研究光线关注技术,5年前开始展开架构设计,但要拿捏光线关注计算和ai计算能力的搭配,也就是rt core和tensor core的搭配,因为rtx gpu完全是为了vr而打造的gpu。而rtx服务器锁定的目标是内容行业和数字创意社群,甚至可以支持多人共享。不像dgx人工智能服务器,主要锁定ai科学家训练ai模型之用。

tony tamasi一席话,点出nvidia两大企业级gpu产品线和服务器的定位。 rtx将主攻vr应用,而dgx则以ai应用为主。黄仁勋更指出,全新的turing架构将推生出一个2,500亿美元的图片特效行业,遍及设计、数字内容、建筑、仿真、电影和娱乐业。

新一代光线关注gpu产品线将先推出3款quadro rtx显卡,这也是第一款使用三星超高速gddr6内存的显卡,包括了单卡内置16gb内存的rtx 5000(内置3,072个cuda核心和384个tensor核心,可提供每秒6 giga rays),售价2,300美元,24gbk的rtx 6000(内置4,608个cuda核心和576个tensor核心,可提供每秒10 giga rays),售价6,300美元,以及最高端内置48gb内存的rtx 8000(同样内置4,608个cuda核心和576个tensor核心,可提供每秒10 giga rays),要价10,000美元。 quadro rtx gpu可两张通过nvlink串联,达到内存倍增,例如两张rtx 8000最大可提供96gb的全局照明计算(global illumination)。除了quadro rtx显卡之外,nvidia后来8月中又发布了 同样采用turing 架构的rtx游戏用gpu,包括三款geforce rtx 2080 ti、2080 与 2070 gpu显卡。 nvidia预计第四季开始出货rtx gpu,先提供给oem供应商,包括dell emc、hpe、hpi和lenovo或其他系统供应商。

nvidia还同步发布了rtx服务器,内置quadro rtx 8000,一台rtx服务器可安装8张rtx显卡,两两串联。在功耗上,4台各内置8张gpu卡的rtx服务器,约需要13kw。结合新的quadro infinity软件,还可以支持远程控制或多个虚拟机共享同一个rtx gpu。目前包括dell precision工作站,hp z工作站,hpe proliant服务器,以及联想的thinkstation和thinksystem,都支持quadro rtx产品。

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