英偉達(dá)，用算力征服元宇宙
元宇宙概念在2021年得到莫大的關(guān)注。社交巨頭Meta宣布在接下來5年轉(zhuǎn)型成一家元宇宙公司，且每年以50億美元的規(guī)模持續(xù)投入建設(shè)開發(fā)元宇宙。騰訊投資的元宇宙概念股Roblox在美國上市后如今市值達(dá)614億美元。
元宇宙的谷歌熱度趨勢
Roblox股價走勢
而如今，芯片巨頭英偉達(dá)（NVIDIA）也將進(jìn)軍元宇宙，宣布未來將打造元宇宙的基建。
今年4月，英偉達(dá)宣布，將推出面向企業(yè)的實時仿真和協(xié)作平臺Omniverse ，一個被稱為“工程師的元宇宙”的虛擬工作平臺。巨頭們都在元宇宙領(lǐng)域有著大動作，競爭逐漸進(jìn)入白熱化。
11月9日，英偉達(dá)召開的GTC （GPU Technology Conference）2021大會發(fā)布了用于3D工作流程的虛擬世界模擬和協(xié)作平臺NVIDIA Omniverse，允許讓創(chuàng)造者在物理精確模擬或3D渲染中進(jìn)行實時協(xié)作。在1小時30分鐘的新品發(fā)布會中，英偉達(dá)首席執(zhí)行官黃仁勛也展示了虛擬形象Toy-Jensen。
Omniverse平臺設(shè)有Omniverse Avatar和Omniverse Replicator兩個系統(tǒng)。當(dāng)中，Omniverse Avatar是用于生成交互式AI化身的技術(shù)平臺。它集合了英偉達(dá)在語音AI、計算機(jī)視覺、自然語言理解、推薦引擎和模擬技術(shù)方面積累的技術(shù)，為創(chuàng)建人工智能助手打開了大門，可以幫助處理數(shù)十億的日?？蛻舴?wù)互動。Omniverse Replicator則是一種合成數(shù)據(jù)生成引擎，可以基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)持續(xù)生成用于訓(xùn)練的合成數(shù)據(jù)。
在此發(fā)布會結(jié)束后，英偉達(dá)股價“乘坐”元宇宙的東風(fēng)，沖破了323美元，創(chuàng)歷史新高，市值站上7800億美元，穩(wěn)居全美第七。
越來越真實的虛擬形象
在英偉達(dá)的GTC 2021大會中，最大的亮點莫過于展示了黃仁勛為模板的虛擬形象Toy-Jensen。在展示中，黃仁勛化身的虛擬形象，可以很流利地與人進(jìn)行交流。該虛擬形象主要使用英偉達(dá)推出的Omniverse Avatar平臺來實現(xiàn)。虛擬形象Toy-Jensen也使用了目前業(yè)界規(guī)模最大的預(yù)訓(xùn)練自然語言處理模型Megatron 530B，而且還“借用”了黃仁勛自己的聲音、形象和講話姿態(tài)，并且整個人也帶有光線追蹤特效，連眼鏡隨著光線變化而產(chǎn)生的反光都能精準(zhǔn)捕捉到。
英偉達(dá)虛擬形象Toy-Jensen
在演示時，人們還向它提出了氣候變化、天文學(xué)以及生物蛋白質(zhì)等高難度問題，虛擬形象Toy-Jensen都回答得行云流水。在展示中所有虛擬形象所有的動作都是實時生成的，和預(yù)先渲染是完全不同的概念，這些都需要消耗極大的算力。
虛擬形象Toy-Jensen讓人們見識到了Omniverse的驚人算力。黃仁勛表示，他們將會在各個行業(yè)推進(jìn)AI的發(fā)展。相比起Facebook偏向辦公化和娛樂化的元宇宙，英偉達(dá)以O(shè)mniverse平臺為核心的元宇宙更偏向于去構(gòu)建一個與現(xiàn)實世界等比存在的虛擬世界，除了游戲和娛樂外，建筑、工程與施工，制造業(yè)，超級計算等行業(yè)都是涉獵范圍。去年Omniverse測試版本上線后，該平臺就已經(jīng)與寶馬、愛立信、福斯特建筑、WPP等眾多大型企業(yè)建立了合作關(guān)系。
以算力征服元宇宙
英偉達(dá)的元宇宙之所以更能讓人信服，就在于他們的強項就是解決算力問題。英偉達(dá)的Omniverse Avatar平臺，就是強大算力的最好說明。該平臺為創(chuàng)建幾乎可以部署在任何行業(yè)的虛擬助手打開了大門。英偉達(dá)設(shè)想該技術(shù)可以幫助進(jìn)行廣泛的客戶服務(wù)交互，例如餐廳訂單、預(yù)約和預(yù)訂、銀行交易等。
英偉達(dá)于2020年10月推出Omniverse測試版，超過17,000名客戶進(jìn)行了測試體驗，包括寶馬、愛立信、沃爾沃、Adobe、Epic Games在內(nèi)的眾多公司都正參與Omniverse合作。Omniverse是專為虛擬協(xié)作和物理屬性準(zhǔn)確的實時模擬打造的開放式平臺，被稱為工程師的元宇宙。工程師們可以在其中進(jìn)行機(jī)器人、汽車、工廠等各類事物的模擬制作。用戶和團(tuán)隊可以在共享的虛擬空間中連接主要設(shè)計工具、資源和項目以協(xié)同進(jìn)行迭代，創(chuàng)作者、設(shè)計師和工程師的復(fù)雜可視化工作流程也在發(fā)生轉(zhuǎn)變。
寶馬集團(tuán)是第一家使用Omniverse設(shè)計整個工廠的端到端數(shù)字孿生的汽車制造商，Omniverse模擬出完整的工廠模型，包括員工、機(jī)器人、建筑物，裝配部件等，讓全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)以千計的產(chǎn)品工程師、項目經(jīng)理、精益專家在虛擬環(huán)境中進(jìn)行協(xié)作，在真實生產(chǎn)新產(chǎn)品前，完成設(shè)計、模擬、優(yōu)化等一系列復(fù)雜的過程，據(jù)稱可以將效率提升30%。此外，沃爾沃利用Omniverse進(jìn)行汽車設(shè)計。
寶馬利用Omniverse改進(jìn)其生產(chǎn)系統(tǒng)
來源：寶馬集團(tuán)官網(wǎng)
Foster + Partners 是一家具有傳奇色彩的設(shè)計和建筑公司，曾設(shè)計過蘋果公司的總部大樓和倫敦著名的圣瑪麗艾克斯 30 號大樓（更廣為人知的名稱是“小黃瓜”）。該公司來自全球 14 個國家/地區(qū)的設(shè)計師在Omniverse 共享虛擬空間中共同創(chuàng)建建筑。
跨國網(wǎng)絡(luò)和電信公司 Ericsson 使用 Omniverse 實時模擬 5G 波傳播，在人口密集的城市環(huán)境中更大限度地減少多路徑干擾?；A(chǔ)設(shè)施工程軟件公司 Bentley Systems 正在使用 Omniverse 在平臺上創(chuàng)建了一個 4D 基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字孿生，用于模擬基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)的結(jié)構(gòu)，然后在整個生命周期監(jiān)控和優(yōu)化其性能。
在虛擬世界中進(jìn)行實時協(xié)作的Omniverse以其高效、低成本特征，在各個領(lǐng)域得到大規(guī)模的快速應(yīng)用，元宇宙在Omniverse的推動下率先在工業(yè)領(lǐng)域有了切實的落地。
以往在設(shè)計建筑物時，大部分都是以圖紙為基礎(chǔ)。而有了Omniverse平臺后完全可以在虛擬平臺設(shè)計出一個更接近真實的高精度立體設(shè)計圖，在虛擬世界中實驗成功之后，再回到現(xiàn)實世界中以更快速度的做完所有建筑工程。
沃爾沃利用Omniverse進(jìn)行汽車設(shè)計
來源：英偉達(dá)官網(wǎng)
愛立信利用Omniverse模擬 5G無線網(wǎng)絡(luò)
來源：愛立信官網(wǎng)
英偉達(dá)致力于打造工程師的元宇宙。我們可以看到Omniverse平臺在許多行業(yè)例如汽車，電信，建筑等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。英偉達(dá)的技術(shù)也已經(jīng)得到了行業(yè)內(nèi)的許多巨頭使用。而這些工業(yè)上的建模都需要龐大的算力來執(zhí)行。而英偉達(dá)的Omniverse平臺則很好展示了其實力。
英偉達(dá)展示的生動虛擬形象也顯示了其在算力上的巨大優(yōu)勢。如果說算力是阻礙我們開啟元宇宙世界最大的技術(shù)難關(guān)，那么英偉達(dá)顯然已經(jīng)在算力方面做好了充分的準(zhǔn)備。至少他們現(xiàn)在展現(xiàn)出的技術(shù)，以往從未有人達(dá)到過，并且一下子還讓元宇宙這個遙不可及的概念，多了幾分親近感。
而實際上根據(jù)英偉達(dá)在GTC大會上的透露，Omniverse Avatar的應(yīng)用不僅僅只是模擬 3D 動畫。未來這些技術(shù)也會落地于智能汽車。例如，車輛可以安裝更自然更好用的 AI 助理，不僅能夠與車內(nèi)人員進(jìn)行交互，還會主動推薦更好的駕駛模式和行駛路線。
以上這些應(yīng)用背后都需要龐大的算力支持。而元宇宙的建設(shè)僅僅只是英偉達(dá)積極提高算力的一個落地場景。可以說英偉達(dá)正在用最原始且暴力的方法，即利用算力征服元宇宙。
英偉達(dá)下一步可能進(jìn)軍的領(lǐng)域
英偉達(dá)的優(yōu)勢在于算力。按照此思路，那么英偉達(dá)未來很可能繼續(xù)進(jìn)軍VR/AR相關(guān)產(chǎn)業(yè)的芯片設(shè)計。
VR/AR是將元宇宙展示給人們看的技術(shù)。而此技術(shù)本質(zhì)上考驗的都是算力水平。例如區(qū)塊鏈中非常火熱的挖礦也和算力緊密掛鉤。越強大的算力支持，就意味著能挖出更多的礦。如今來看，只有英偉達(dá)的顯卡才能提供這種強有力的算力支撐。
此前2018年年初，GPU出現(xiàn)了前所未有的短缺，因為以太坊、比特幣等挖礦熱潮導(dǎo)致許多的礦工涌入進(jìn)而導(dǎo)致了游戲顯卡的短缺。為此，英偉達(dá)甚至實行“單用戶限購2卡”的政策。與挖礦相似，元宇宙的建設(shè)需要做大量模擬真實的渲染，背后所需要的算力自然不言而喻。
僅僅只是挖礦就導(dǎo)致英偉達(dá)游戲顯卡的短缺，那么未來如果元宇宙建成的話，對于顯卡的需求會有多大？而如今芯片市場普遍沒有計算元宇宙相關(guān)的芯片需求。此領(lǐng)域尚且是一個新興的領(lǐng)域，英偉達(dá)在此時大舉進(jìn)軍該領(lǐng)域可以利用其資源優(yōu)勢迅速建立起護(hù)城河，快速搶占此市場。一旦建立起技術(shù)壁壘，那么未來其他玩家想要進(jìn)入此領(lǐng)域的難度系數(shù)就會大許多。
2021年第三季度芯片需求
來源：IDC
雖然近期元宇宙概念非常火熱，甚至被認(rèn)為是下一代互聯(lián)網(wǎng)。但實際上，元宇宙相關(guān)的技術(shù)仍然非常缺乏。例如將元宇宙展示給人們的VR/AR技術(shù)仍然相對粗糙。雖然移動互聯(lián)網(wǎng)萌芽于2000年，但直到2007年第一代iPhone這款殺手級產(chǎn)品出現(xiàn)時，移動互聯(lián)網(wǎng)時代才真正開啟。元宇宙的增長以及成為現(xiàn)實都需要一定的時間沉淀和發(fā)展。
那么為何如今的VR/AR技術(shù)仍然相對粗糙？其背后最大障礙就是算力缺乏。以Meta公司的Oculus Quest 2為例，這款產(chǎn)品顯而易見的問題就是算力不夠強大，整個產(chǎn)品也不夠輕巧。而想要在VR/AR產(chǎn)品這么狹小的空間內(nèi)提供高算力，這對芯片的要求非常高。算力不足夠的VR/AR產(chǎn)品就會導(dǎo)致其精度非常低，看的畫面相對模糊。想要構(gòu)建一個真實感非常強烈的虛擬世界，那么提高VR/AR產(chǎn)品的顯示精度就非常重要。
而如今VR/AR產(chǎn)品的芯片設(shè)計難度在于需要打造一款輕巧且算力足夠強大的芯片。而未來隨著元宇宙的持續(xù)發(fā)展，對于VR/AR產(chǎn)品的需求也會上升，其芯片需求自然也會水漲船高。作為芯片設(shè)計巨頭，英偉達(dá)下一步很可能也會進(jìn)軍該領(lǐng)域的芯片設(shè)計市場。