會成為元宇宙最重要的基礎設施嗎？
日期：2022-10-12 14:57:36 / 人氣：378
人們往往會用波峰和波谷來描述股票的走勢。但是往往卻會無視最重要的工夫維度。從短期看，你也許能分出分明的波峰波谷，但假如再放眼到更長的工夫維度，過來站在最高點的波峰，也不過是站在將來最低點的腳下而已。現如今，英偉達正在被市場看低，但一位知名科技博主指出，其實這家企業正在同時穿越三個山谷，一旦它成功抵達天國之城，就將成爲將來元宇宙最重要的根底設備。文章來自編譯。英偉達的投資者之前不斷都處在山谷之中：英偉達的股價跌跌不休不過，這張圖表不是英偉達最近兩年的狀況，而是其從 2017 年終到 2019 年終的股價走勢；上面這張是它從 2017 年到明天的股價走勢：英偉達目前的股價正在跌跌不休過來三年，英偉達的業務發作了三件大事，將他們的股價推到了史無前例的高度：疫情招致團體電腦購置量激增，尤其是游戲圖形卡的購置量激增，由于客戶既要買新電腦，手頭又有一筆可自在支配的支出沒中央花，就只能追求更好的游戲體驗了。機器學習使用在超大規模計算（hyperscalers）中呈現迸發式增長，而這些都是用英偉達的 GPU 訓練的。加密貨幣泡沫招致對英偉達芯片的需求猛增，由于要掙錢（挖礦）得靠求解以太坊打工量證明（POW）方程。加密貨幣的走勢與其說是山谷，不如說是懸崖：以太坊成功切換到權益證明（POS）模型，令由不計其數的英偉達 GPU 搭建出來的一整個礦場在一夜之間變得一文不值；鑒于另一個采用打工量證明的次要加密貨幣網絡，也就是比特幣，簡直完全是用定制設計的芯片來開采的，所以一切這些舊的 GPU 都涌入到二手市場。關于英偉達來說，這是一段特別蹩腳的時期，由于該企業之前爲了滿足對 3000 系列芯片的需求而付出的努力正值播種報答之際，疫情帶來的購置熱潮卻曾經完畢。不必說，太多的新庫存再加上太多的二手庫存使得企業的財務業績蹩腳無比，尤其是英偉達還在計劃爲新系列清算途徑：英偉達的游戲支出也下降了上周在承受采訪時，英偉達首席執行官黃仁勛（Jensen Huang）坦誠，企業沒有預見到這一點：我不覺得我們本可以預見到這一點。我不以為我會做什麼不一樣的事情，但我從之前的例子學到了一點，那就是一旦事情最終發作在你身上時，就唯有吞下苦果，然后放下……我們渡過了兩個蹩腳的財季，在企業的背景下，兩個蹩腳的財季的確會讓一切投資者感到懊喪，讓一切員工感到困難。英偉達以前也遇到過這種狀況。出成績應對就是了，不要過度心情化，理解成績是怎樣出來的，讓企業盡能夠堅持矯捷。但是一旦既成現實，你只能做出客觀、困難的決議。我們照顧好我們的協作同伴，我們照顧好我們的途徑，我們確保每團體都有足夠的工夫。我們推延了 Ada 的出售，從而確保各方都有足夠的工夫來對商品停止重新定價，這樣即使在 Ada 的背景下，即使 Ada 出來了，重新定價后的商品其實還是具有十分好的價值的。我以為我們曾經把各方都盡量照顧到了，這招致了兩個相當蹩腳的季度。但我以為從大局來看，我們很快就會回來的，所以我以為這也許是過來的經驗。這個說法也許有點托大；往年早些時分，Tae Kim 與 Doug O'Laughlin 等剖析師預測英偉達的股價會暴漲，雖然鑒于英偉達在疫情中期曾經訂購了額定的一批 3000 系列 GPU，這些預測關于避開 PC 銷售放緩與以太坊（從打工量證明）過渡的完滿風暴大約曾經爲時已晚（黃仁勛還指出，芯片的消費前置工夫添加是英偉達錯得如此兇猛的一個重要緣由）。關于英偉達來說，更令人擔憂的是，雖然庫存和以太坊成績是閱歷了“相當蹩腳的財季”的最大的驅動要素，但這還不是其游戲業務正在閱歷的獨一低谷。我想到了約翰·班揚（John Bunyan）的《天路歷程》（Pilgrim’s Progress）：可是在屈辱谷里，不幸的信徒可夠受了；由于他還沒有走多遠，就看見一個叫做魔王（Apollyon）的善良的朋友在田野里迎面而來。這個魔王叫做庫存成績；故事里信徒打敗了魔王，英偉達最終也能打敗庫存成績。走完這個山谷，又是一個叫做死蔭谷的山谷；信徒必需要從這兒經過，由于到天國去的路就在它兩頭穿過。這山谷是個十分熱鬧的中央。先知耶利米對它這樣描述過：“一片原野，一片沙漠有深坑之地，一片干旱和死蔭之地，一片無人（除了信徒）經過、無人寓居之地。”上周英偉達關于 GTC 的主題演講令人震驚的是這個寓言在多大水平上契合英偉達的野心：該企業正在走上一段似乎相當孤單的旅程，去定義游戲的將來，如今還不清楚業界其別人會不會跟進或許什麼時分跟進。此外，該企業在數據中心以及元宇宙方面也在追求異樣大膽的戰略：在一切這三個方向上，英偉達要追求的高度比它在過來兩年里到達的那些成就都要高，但途徑卻是出奇的不確定。山谷中的游戲：光線跟蹤與人工智能臨時以來，3D 游戲的出現都要靠一系列的技巧，尤其是照明方面的技巧。首先，游戲決議了你能看到什麼（也就是渲染一個被其他物體遮擋的物體是無用功）；然后，你得給物體（如一棵樹、一棵草或任何你能想象到的東西）使用適宜的紋理。最初，你得從事后確定的光源地位去打光，然后再給物體添加暗影。最初再把整個場景轉換成一個個的像素，渲染到 2D 屏幕上；這個進程叫做光柵化。光線跟蹤對光線的處置方式是完全不一樣的：光線跟蹤不是用事后確定的光源來打光，使用暗影映射，而是從你的眼睛（或更精確地說，是你察看場景的攝像頭）開端。然后再跟蹤目光所及的屏幕的每一個像素，然后（基于像素所代表的對象類型）對像素停止折射處置，并持續跟蹤該光線，直到光線擊中光源（然后就停止光照處置），或許丟棄這條光線。這種處置能發生十分逼真的打光效果，尤其是反射和暗影效果。無妨看看上面這一來自《PC Magazine》 的圖片：我們來看看光線跟蹤是如何改善了游戲的視覺效果的。我截取了 Square Enix 的《古墓麗影：陰影》PC 版的幾張屏幕截圖，這款游戲是支持Nvidia GeForce RTX 顯卡的光線跟蹤暗影效果的。可以細心看看空中上的暗影。采用光柵化的暗影效果采用光線跟蹤技術的暗影效果與效果更粗糙的光柵化版本相比，光線跟蹤的暗影效果愈加柔和、更爲逼真。其暗度取決于被物體遮擋住的光量多寡，甚至暗影自身都有明暗之分，而光柵化似乎給每個物體都賦予了一個十分僵硬的邊緣。光柵化的暗影效果看起來還不錯，但是在玩了帶有光線跟蹤暗影效果的游戲之后，就很難回去了。英偉達是在 2009 年初次宣布 API 支持光線跟蹤的；不過，運用這種技術的游戲寥寥無幾，由于這種技術的計算本錢很高（電影 CGI 倒是運用了光線跟蹤技術；不過，那些場景渲染普通都需求數小時甚至數天的工夫；可游戲的渲染卻必需是實時停止的）。所以 2018 年英偉達才推出了引入了公用光線追蹤硬件的 GeForce 2000 系列顯卡（所以才叫做“RTX”）。AMD 則走了另一條路，給其中心的著色器單元添加了光線跟蹤功用（同時還停止光柵化處置）；與英偉達的純硬件處理方案相比 AMD 的要慢一些，但能用，而且重要的是，由于 AMD 同時爲 PS5 和 Xbox 制造顯卡，這意味著如今整個行業都支持光線追蹤技術了。未來會有越來越多的游戲支持光線追蹤，不過由于功能成績，大少數使用依然相當受限。不過，光線跟蹤很重要一點在于：光照效果是靜態計算出來的，而不是靠光線和暗影貼圖，所以開發者可以“收費”取得光照效果。完全依賴光線跟蹤技術的游戲或 3D 環境開發起來應該更容易、更廉價；更重要的是，這意味著環境可以以開發者從未意料到的靜態方式發作變化，而且與大少數靠手工費力預制的環境相比，其光照效果還更爲逼真。關于兩個新興的使用場景而言，這一點尤其吸引人：一是像《我的世界》（Minecraft）一樣的模仿游戲 。有了光線追蹤技術，擁有高度詳盡的 3D 世界這個夢想會變得越來越接近理想，由于這些 3D 世界都是靜態構建的，而且擁有完滿的光照效果。將來的游戲可以走得更遠：英偉達的宗旨演講一開端就引見了一款叫做 RacerX 的游戲，包括物體在內，游戲當中的每一個局部都停止了完好的模仿；游戲內的物理特性也應用了相反類型的光照計算。第二個場景是我在《DALL-E、元宇宙與零邊沿本錢內容》中討論過的 AI 生成內容的將來。我下面提到的一切紋理目前都是手工繪制的；隨著圖形功用（次要由英偉達推進）的加強，由于需求創作高分辨率的資產，新游戲的開發本錢也會隨之添加。因而，可以想象，未來有能夠資產完全是自動化創立出來的，而且是實時停止的，然后再經過光線跟蹤技術賦予適宜的光照效果。不過，目前英偉達曾經在用 AI 來渲染圖像了：該企業此次還發布了深度學習超級采樣（DLSS）技術的第 3 版。這項技術可以預測幀并停止預渲染處置，這意味著那些幀基本不需求計算（之前版本的 DLSS 需求對獨立像素停止預測和預渲染）。此外，就像光線跟蹤技術一樣，英偉達也采用了公用硬件，讓 DLSS 的功能更好。這些新做法搭配上英偉達 GPU 的公用內核，令英偉達十分合適爲游戲與沉溺式 3D 體驗（如虛擬世界）樹立全新的范例。但成績是：一切這些公用硬件都要付出代價。 英偉達的新 GPU 是大芯片——頂級的 AD102，以 RTX 4090 的方式出售，這是一款完選集成的片上零碎，采用臺積電 N4 工藝，尺寸爲 608.4 平方毫米；相比之下，AMD 行將推出的 RDNA 3 顯卡系列內置的頂級芯片 Navi 31 芯片是小芯片（chiplet）設計，采用臺積電 N5 工藝，尺寸爲 308 平方毫米，加上采用臺積電 N6 工藝的 6 顆 37.5 平方毫米的內存芯片。簡而言之， 英偉達的芯片要大得多（這意味著更貴），而且它采用了略微更古代的工藝流程（能夠本錢會更高）。 Dylan Patel 在 SemiAnalysis 上解釋了這種做法的潛在影響：簡而言之，經過保持 AI 和光線追蹤固定功用減速，轉而采用先進封裝的更小芯片，從而節省了少量芯片本錢。 AMD 的 RDNA 3 N31 和 N32 GPU 的先進封裝本錢明顯上升，但絕對于晶圓和成品率成原本說，小型扇出 RDL 封裝依然十分廉價。到頭來，與經過將內存控制器與有限的緩存拆分、運用更廉價的 N6 而不是 N5 ，以及更高的產出所節省的本錢相比，AMD 封裝本錢的添加就不值一提了......在接近十年的工夫里，英偉達在傳統光柵化的游戲功能方面第一次呈現本錢構造更糟的場面。這就是英偉達正在走進的山谷。由于 4000 系列的昂揚價錢，在英偉達做完宗旨演講之后，尤其是當英偉達的網站上的細則標明英偉達發布的其中一款二級芯片其實更相似于三級芯片換了個馬甲時，游戲玩家們馬上開端極力支持，他們疑心英偉達是在玩推廣游戲來掩蓋價錢的大幅下跌。 Nvidia 的顯卡功能也許是很好的，而且毫無疑問最合適將來的光線追蹤與 AI 生成內容，但代價是它無法爲當今的游戲提供最佳的價值。要到達純模仿虛擬世界的高度，需求熬過一代的工夫，對大少數游戲玩家還不關懷的功用停止免費。在山谷中的人工智能：是零碎，而不是芯片對英偉達在游戲方面的做法持悲觀態度的緣由之一，是該企業在創造著色器（shader）時曾經對將來下了相似的賭注。我已經在去年的 GTC 之后解釋過著色器：英偉達先是憑仗 Riva 和 TNT 系列視頻卡（經過了硬編碼，可對相似微軟的 Direct3D 等 3D 庫停止減速）而聲名鵲起：不過，GeForce 系列可以經過一種叫做“著色器”的計算機順序停止充沛編程。這意味著哪怕是在制造出來之后，GeForce 卡也可以經過開發新的著色器（比如說用來支持新版本的 Direct3D）來加以改良。更重要的是，著色器不一定就得是渲染圖形；任何類型的軟件——理想狀況下任何可以并行運轉的復雜計算順序——都可以編程爲著色器；竅門是弄清楚如何寫這種順序，這就是 CUDA 的用武之地。我在 2020 年的那篇談英偉達的集成夢想的文章中解釋道：這種籠統層次的添加意味著底層圖形處置單元可以更復雜，這意味著圖形芯片可以擁有更多的 GPU。比如說， 英偉達剛剛發布的 GeForce RTX 30 系列最先進版本的內核數到達了令人難以相信的 10496 個。這種水平的可擴展性對視頻卡來說很有意義，由于圖形處置完全是并行處置的：一塊屏幕可以分紅恣意數量的多個局部，每一局部均可同時獨立計算。這意味著功能可以程度擴展，也就是說，每添加一個內核都能進步功能。不過，現實證明，可以充沛并行運算的計算類型并不只要圖形而已……所以英偉達才從模塊化的組件制造商變為了軟硬件集成制造商。模塊化組件是指它的顯卡，而軟硬件集成是指它的 CUDA（一致計算設備架構）的平臺。 CUDA 平臺可以讓順序員經過多種言語拜訪英偉達顯卡的并行處置才能，但又不需求理解如何對圖形停止編程。如今 Nvidia “技術棧”有三個層級：不過，要想理解 CUDA ，重要的一點是要曉得它并不只僅是讓內部順序員可以爲英偉達的芯片編寫順序，CUDA 也爲英偉達自身賦能了。這大局部是出于絕望。 去年春天，黃仁勛在承受我們采訪時解釋到，在他看來對企業將來至關重要的著色器的引入，簡直殺死了這家企業：可編程性的缺陷是效率要差一些。正如我之前所提到的那樣，功用固定的東西更高效。任何東西只需是可編程的，任何光看定義可以做不止一件事情的東西，關于完成任何特定義務來說都會帶來不用要的擔負，所以這里的成績是“我們該什麼時分做這件事（讓本人的東西可編程）？”事先給我們啟示的一點是，一切看起來都像 OpenGL 的飛行模仿（OpenGL Flight Simulator）。一切都可以看成是模糊紋理和三線性插值細化紋理，一切東西都沒有生命，但我們覺得，假如不賦予媒介生命的話，就沒法讓藝術家發明出不一樣的游戲，不一樣的流派，講述不一樣的故事，而最終媒介也將不復存在。與此同時，我們也希望做出一個愈加可編程的調色板，讓游戲和藝術家可以用它做一些很棒的事情，我們遭到了這種野心的驅使。還有一個動機也在敦促我們做這件事，那就是有朝一日就算顯卡被商品化了我們也不會開張。所以當這些考量到了一定水平，我們就開端做可編程的著色器，所以我以為要這樣做的動機是十分明白的。但后來我們遭到的懲罰是我們沒想到的。什麼樣的懲罰？這個懲罰來得太忽然，一切我們對可編程性的預期，一切我們爲未來所做的，在一切不用要功用方面的開支，這些都是懲罰，由于目前的使用并不能從中播種益處。除非出來新的使用，否則的話，我們的芯片會顯得太貴，而如今的市場競爭十分劇烈。英偉達之所以能活上去，是由于他們的間接減速才能依然是很好的。從久遠來看，英偉達仍將蓬勃開展，由于他們爲了應用著色器而開發了一整個 CUDA 根底設備。這就是數據中心增長的來源；黃仁勛解釋道：從你成爲一家處置器企業的那一天起，你就必需內化這一點：這個處置器架構是全新的。以前從未呈現過像這樣的可編程像素著色器，或許這樣的可編程 GPU 處置器，以及這樣的編程模型，因而我們得內化這個。你必需內化這是一種全新的編程模型，而且與成爲一家順序處置器企業或一家計算平臺企業相關的一切你都得做出來。所以我們必需樹立一支編譯器團隊，我們必需思索做出 SDK，必需思索樹立本人的庫，也必需與開發者接觸，宣傳我們的架構，并協助人們完成它的益處，假如不行的話，甚至你得本人開發新的庫，讓人們可以輕松地將本人的使用移植到我們的庫，然后看到它的益處。這個故事之所以要再講一遍，第一個緣由是要指出著色器復雜性的本錢與目前游戲的光線追蹤和人工智能的本錢之間的類似之處；二是要大家留意這一點，英偉達處理成績的辦法不斷都是本人把一切的事情都干了。在那時分，它意味著要開收回 CUDA 來對這些著色器停止編程；而在明天，這意味著要爲人工智能開收回整套零碎。黃仁勛在上周的宗旨演講中談到：英偉達努力于經過減速計算來推進迷信與工業開展。無需做減速計算即可獲得更好功能的時代曾經完畢了。運用沒有減速支持的軟件，只能破費昂揚成原本補償其功能與擴展性的缺乏。近 30 年來英偉達一直專注于這一范疇， 作爲減速軟件與擴展計算的專家，英偉達提供了百萬倍的減速，遠超摩爾定律。減速計算是一項全棧應戰。需求對成績范疇有深化理解，并對計算的每一個層次以及 CPU、GPU 與 DPU 這三種芯片停止優化。跨多 GPU 多節點擴展是數據中心規模所面臨的應戰，要將網絡和存儲與計算資源一致分配，從 PC 到超級計算中心和公司數據中心，從云端到邊緣，開發者和客戶希望能在許多中央跑本人的軟件。不同的使用希望在不同的地位以不同的方式運轉。明天，我們將著眼于全棧來討論減速計算。我們將引見新的芯片，并論述其如何用無限的晶體管釋放更多的功能，我會引見新的庫，以及這些庫如何減速迷信和工業范疇的關鍵義務，還有特定范疇公用的新框架，有助于開發功能更高且易于部署的軟件。以及新平臺，它可以讓你平安、安心腸部署軟件，并取得數量級的提升。在黃仁勛看來，光是有速度很快的芯片已缺乏以應對將來的打工負載：這就是英偉達要用上本人的一切設備來建立整個數據中心的緣由。不過，再一次地，在一個每家企業都需求減速計算的將來里，英偉達專門爲他們打造的數據中心——英偉達的天國之城（Celestial City）——卻與現狀構成鮮明比照，由于如今的數據中心外面，英偉達芯片的最大用戶是那些本人的零碎曾經就位的大型玩家（hyperscalers）。比如說，像 Meta 這樣的企業就不需求英偉達的網絡；他們創造了本人的。這些企業的確需求少量可大規模并行化的芯片來訓練本人的機器學習算法，這意味著他們必需給英偉達交錢，奉獻其高額利潤。也就難怪 Meta 和之前的谷歌一樣，正在開發本人的芯片。這就是一切大企業都能夠要走的一個進程：他們不需求英偉達的零碎，他們需求的是可以滿足他們的要求，跑他們的零碎的芯片。這就是為何英偉達會如此賣力地投入到人工智能和減速計算的群眾化的緣由：從臨時看，規模化的關鍵在于爲除了最大玩家之外的一切人開發零碎。穿越山谷的竅門在于，在英偉達目前的大客戶中止購置英偉達昂貴的芯片之前，就能看到該生態體系的開展。 黃仁勛已經預見到 3D 減速器將會被商品化，于是用著色器來完成跨越；你會覺得到他對芯片也有異樣的恐懼，所以如今正在躍進到做起零碎來。在山谷中的元宇宙： Omniverse Nucleus在去年春天的采訪中，我曾問黃仁勛英偉達會不會本人做云效勞；假如我們要做效勞的話，除了我們本人做的東西以外（假如必需本人做的話），這個效勞還會運轉在世界各地的 GPU 上，跑在每個云下面。我們企業制定的其中一條規則是不糜費企業的資源去做曾經有的東西。假如某個東西曾經存在，比如說 x86 CPU 這樣的東西，我們會間接用。或許假如某個東西曾經有了，我們會選擇與其協作，由于我們不想把本人稀缺的資源糜費在那下面。所以，假如云端曾經有了某個東西了，我們相對只會用那個東西，或許讓那個東西去做就行了，這樣會更好。但是，假如做有些東西對我們來說行得通，但對他們沒有意義的話，我們會找他們去做；假如其別人不想做，那麼我們能夠會決議本人去做。關于要做什麼我們是很有選擇性的，但關于其別人曾經做過的，我們態度十分堅決，那就是不做。現實證明，有個東西是沒有其別人想做的，那就是爲 3D 對象樹立一個通用的數據庫，這個數據庫的用途是英偉達所謂的 Omniverse。這些對象可以是用于制造業或供給鏈的超級詳細的毫米精度級對象，也可以是爲虛擬世界生成的奇幻對象和修建物；依照黃仁勛的想象，任何在 Omniverse Nucleus 上做開發的人都可以運用這些對象。此處的天國之城是一個跨行業和文娛可用的 3D 體驗世界——假如你情愿的話，可稱之爲元宇宙的 Omniverse，它們全都銜接上英偉達的云效勞——且其雄心壯志足以讓扎克伯格感到臉紅！出于異樣的緣由，這座山谷似乎愈加漫長，愈加黑暗：你不只需求創立一切這些資產以及 3D 體驗，而且需求讓整個市場置信其適用性和必要性。爲一個尚不存在的世界建立一個云效勞，就是爲了攀上目前依然看不見的高度。黃仁勛與英偉達的雄心壯志之大是毫無疑問的了，雖然有些人能夠會質疑同時穿越三座山谷的智慧如何；除了那場游戲業的完滿風暴以外，他們的股票自身仍走不出山谷也許也是合理的。不過，值得思索的是， 英偉達客戶（無論是消費者客戶還是公司客戶）對企業感到懊喪的首要緣由是價錢：英偉達的 GPU 價錢昂貴，而且企業的利潤（除了最近幾個季度以外）十分高。不過，就英偉達的狀況而言，其定價權間接來自英偉達本人的創新，這既表現在既定打工負載的相對功能方面，也表現在其對 CUDA 生態體系的投資、爲全新的打工負載發明出來的工具上。換句話說，由于過來承當了本人如今正在著手的事情的那種風險，英偉達曾經博得了被憎惡的權益。舉個例子，假定將來對一切游戲的希冀不只僅是要能光線追蹤，而且要對一切粒子停止全方位的模仿：英偉達在硬件上的投資將意味著它會像光柵化時代一樣主宰那個時代。異樣地，假如 AI 使用被群眾化，而且可供一切公司運用，而不只是超大規模的公司能用的話，那麼英偉達的價值定位將是掌握整個長尾。再者，假如我們進入了元宇宙的世界的話，那麼英偉達不只在根底設備方面有搶先劣勢，而且在讓那個世界成爲理想所必需的根本對象庫方面也有搶先劣勢（當然了，這些對象將在 AI 生成的空間里應用光線追蹤點亮），從而讓英偉達成爲該范疇最重要的根底設備。這些賭注未必全都能取得報答；不過，我的確欣賞這個愿景之大膽，假如英偉達未來得以穿過山谷，抵達天國之城，從而取得可觀利潤的話，我也不會妒忌的。作者：杏耀注冊登錄測速平臺
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