先行邁入《黑客帝國》的世界？英偉達的 Omniverse 構想究竟是什麼？

皮衣男了不起的「先見之明」

半導體硬體公司英偉達對於遊戲玩家來說應該算是非常熟悉了。而率領該公司飛速發展的領軍人物，則是被人們戲稱為「皮衣男」的公司創始人兼 CEO 黃仁勳。他那高瞻遠矚的「先見之明」令人嘖嘖稱奇，彷彿雙眼可以看到其他人所無法預測的未來世界，總是能先人一步踏足有潛力在未來爆發的領域。


雖然可能會有人對此感到非常詫異，但說到英偉達近年來最大的成長，第一時間浮現在我腦海裡的，卻是「人工智慧」領域。

為什麼人工智慧會和 GPU 扯上關係呢？

實際上，GPU 說白了就是眾多向量計算器的一個集合體。當渲染 CG 畫面時，GPU 便會對以（X,Y,Z）為軸的 3D 空間進行幾何學演算，而人工智慧的基礎技術之一機械學習演算法，也需要進行大量的矩陣運算。這兩者的共同點，就在於都必須最大程度地榨乾向量計算器的效能。

回想 14 年前，當時常規 CPU 的核心數還停留在 2~4 個左右，而 GPU 卻已經搭載了數百個以上的向量計算器。在這樣的背景下，一個奇思妙想開始在黃仁勳的腦中生根發芽，「不僅僅是將 GPU 用於圖形計算，還要讓其具有通用計算的能力，並以此為基礎來打造 GPU 產品」。

於是在 2007 年，世界首個 GPGPU* 專用硬體「TESLA C870」誕生。為了能打造「使用更方便的 GPGPU 裝置」，同一時期英偉達還整合推出了「CUDA*」運算平臺。在此之後，「TESLA*」系列在計算科學、人工智慧等學術領域受到了研究者的一致追捧。最終在 2012 年，發生了僅僅以兩片 GPU 作為載體的人工智慧程式，對照片中事物的分辨能力超過普通人類的驚人事蹟。


*GPGPU：General Purpose GPU 的簡稱，即「以進行通用計算為目的來使用 GPU」的概念。雖然早在 2005 年 GPGPU 在學術界內部就已經成為了一個熱門話題，但沒想到完全不附帶影像輸出功能的 GPGPU 產品竟然能在這麼短的時間內問世。

*CUDA：Compute Unified Device Architecture 的簡稱，實際上是為英偉達旗下 GPU 開發的一種 GPGPU 架構。在實裝 CUDA 框架之前，用於圖形計算的 GPU 如果想要進行通用計算，就必須得偽裝成圖形計算來處理，流程非常複雜。

*TESLA：2017 年公開的搭載 Volta 晶片的 TESLA V100 是 TESLA 系列的最後一代產品。在最新的 Ampere 晶片時代，英偉達官方起用了全新的命名規則，將該系列定名為「NVIDIA A100」。

後來英偉達在人工智慧領域的建樹和其公司本身的飛速發展相信就不用我再贅述了吧。目前為遊戲使用者打造的 GeForce 系列產品中搭載的推理加速器（TENSOR CORE）便是人工智慧技術發展帶來的產物之一。

以建立數字孿生業界標準為目標的 Omniverse 構想

現在，在黃仁勳率領下的英偉達又開始向全新的領域發起挑戰，那便是「Omniverse*」專案。接下來筆者將會按照順序詳細為大家講解黃仁勳這個頗具野心的巨集大構想。

*Omniverse：Omniverse 構想最初是在 2019 年釋出，2021 年便推出可以實際執行的試用版，可見英偉達對其傾注的心血之多。

在當今的軟硬體開發場景中，開發者們常常會用到各式各樣用來處理 3D 物體的軟體。比如說在 3DCG 領域，遊戲玩家們應該多少都知道存在著用來製作 3D 建模的 CG 製作軟體吧。而 3DCG 軟體可不僅僅只是用於遊戲或電影的製作，建築行業也會經常用到這類軟體。打個比方，如果現在有一家建築公司要製作起用了新材料建設而成的建築物的 3D 模型。因為在實際進行建設之前，必須事先針對「如果發生了火災，那麼火勢會如何蔓延」等情況進行模擬，所以此時便要用到 CAE* 軟體。倘若要以使用了這種材料建設而成的各式建築物來構成都市，就必須得提前對未來的城市景觀進行視覺化處理，這時又要用到其他的 3D 軟體。

*CAE：Computer-Aided Engineering 的簡稱。通常在實際製作產品樣本之前，都需要先在電腦上對該物體進行模擬和測試，以此來發掘產品存在的問題和可改進的地方。


從上述我提到的事例中可以看出，不同的工程中需要用到的 3D 軟體是截然不同的。因此將製作而成的 3D 物體從一個軟體轉移到另一個軟體上時，就勢必要進行資料格式的轉換。除此以外，當你想要對已經完成的 3D 場景進行全新的模擬處理時，肯定會產生適配性的問題，而從現有的 3D 軟體中匯出的 3D 物體資料又都處於黑匣子的狀態，因此開發效率會受到很大的影響。

在這種情況下，如果能搭建一個各種各樣 3D 軟體都通用的架構，讓不同廠商開發的不同型別的 3D 軟體能夠無縫平滑地互相匯入和處理資料，難道不是一大喜事嗎？這便是英偉達 Omniverse 構想的來源。

Omniverse 構想最厲害的地方，在於開發可以不在個人開發者的單一 PC 裝置上完成。在接入網路之後，Omniverse 將支援複數的開發者同步對複數的 3D 軟體進行實時操作。


還是以剛剛提到的建築公司為例。如果現居倫敦的火災模擬工作負責人通過觀察 CAE 的實驗給出了「按照現在的設計，2 層較容易起火」的結論，那麼位於東京的建築設計師立刻就可以開始著手對這一層的設計進行修改。此時身在紐約的城市設計師同樣可以在保留「2 層設計有問題」的建築物的情況下，繼續進行城市的規劃和設計。因為東京建築設計師的修改內容，將會實時且自動地對映到城市規劃軟體的對應建築物中。哪怕城市設計還沒有完全竣工，位於悉尼的大規模災害模擬工作負責人也能夠同步對該都市發生地震時的大規模災害場景進行模擬，因為紐約城市設計師所使用的城市規劃軟體會按照 Omniverse 的標準將現有的資料進行實時分享。

因為 Omniverse 構想將會是一個完全不受版許可權制的開發式平臺，因此硬體和軟體業界都對其給予了高度評價，黃仁勳自己也自信地稱「Omniverse 將成為數字孿生時代的標準規格」。不知道皮衣男的這一「全新挑戰」能否再續輝煌呢？

編譯：Bluestoon
來源：篝火營地
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