SIGGRAPH 2023：計算圖形技術正在塑造生成式AI的全新時刻

2023-08-11 17:00:24來源：中關村在線

“生成式AI時代和AI的iPhone時刻已經到來。”NVIDIA創始人兼首席執行官黃仁勛在計算機圖形大會SIGGRAPH上的一番話，讓臺下數千觀眾響起一片掌聲。的確，生成式AI的火熱讓過去高深的人工智能技術如此近在咫尺，無論是企業的生產力和生產流程創新，還是人們日常生活的體驗，都在智能時代迎來了質的躍遷。在各類GPT、大模型的火熱背后，對高算力、高帶寬等也帶來了新的需求。

【資料圖】

生成式AI時代和AI的iPhone時刻

更先進的模型、更大規模的數據集需要更低的時延、更多的內存/存儲、更大的帶寬、更強的處理能力，要知道，近十年在進行大規模數據模型訓練時所需的計算力已經增長了數十萬甚至百萬倍，這種情況使得生成式AI的高質量體驗需要耗費大量的專用算力、高速網絡和內存，并沒有實現真正的普惠。隨著模型的不斷更新，訓練也會成為一項持續開支。同時，只有少數巨頭企業才有能力構建像ChatGPT這樣的超大型LLM。

而在SIGGRAPH期間，NVIDIA從軟件、硬件和應用開發等方面，為推動生成式AI的普惠提供了更多的選擇。該公司發布了GH200 Grace Hopper超級芯片平臺和名為“NVIDIA AI Workbench”的全新統一工作空間，以簡化NVIDIA AI平臺上模型的調節和部署。此外，黃仁勛宣布將對NVIDIA Omniverse進行重大升級，加入對生成式AI和 OpenUSD的支持，“計算機圖形學和AI密不可分，圖形學需要AI，AI也需要圖形學。AI將在虛擬世界中學習技能，于此同時，AI也可以用于創建虛擬世界。

Omniverse是一個OpenUSD原生軟件平臺，可以進行跨3D工具和應用的連接、描述及模擬。此次更新將加快虛擬世界和高級工作流的創建速度，推動工業數字化進程。Cesium、Convai、MoveAI、SideFX Houdini和Wonder Dynamics已通過OpenUSD接入Omniverse。此次平臺更新主要升級了Omniverse Kit（用于開發原生OpenUSD應用和擴展程序的引擎），以及NVIDIA Omniverse Audio2Face基礎應用和空間計算功能。

最新平臺更新、Adobe Firefly的接入、OpenUSD向RealityKit的導入以及Ada架構系統將共同加速各種具有互操作性的3D工作流以及工業數字化進程

具體來說，Omniverse Kit的更新包括——模塊化應用構建，全新Omniverse Kit ExtensionRegistry是一個用于訪問、共享和管理Omniverse擴展程序的中央存儲庫，開發者可以輕松啟用或關閉其應用中的功能，因此能夠比以往更加輕松地利用NVIDIA提供的600多個核心Omniverse擴展程序來構建自定義應用；全新開發者模板和資源：全新應用和體驗模板讓剛開始使用OpenUSD和Omniverse的開發者只需要進行極少量的編碼工作就能輕松上手；提升效率和用戶體驗：全新渲染優化功能充分利用NVIDIA RTX GPU中NVIDIA Ada Lovelace架構的各項改進，并將DLSS 3技術完全集成到Omniverse RTX渲染器中，全新AI降噪器可實現大型工業場景的實時4K路徑追蹤；由原生RTX驅動的空間集成：全新擴展現實（XR）開發者工具可讓用戶在基于Omniverse的應用中構建原生空間計算選項，使用戶能夠按照自己的想法靈活地體驗3D項目和虛擬世界。

NVIDIA還發布了一系列面向開發者和企業的框架、資源和服務，以此加速通用場景描述（即OpenUSD）的采用。此外，NVIDIA構建了全新的Omniverse Cloud API，供開發人員更無縫地實現和部署OpenUSD工作流和應用程序。OpenUSD支持的全新Omniverse連接器已推出，為工業企業打破復雜生產流水線中的數據孤島帶來了更多的可能性。可以看到，NVIDIA正在通過NVIDIA Omniverse與新的技術組合、ChatUSD和RunUSD等云應用編程接口，以及全新NVIDIA OpenUSD開發者計劃，來推進OpenUSD的發展。OpenUSD是一個3D框架，可以實現軟件工具與數據類型之間的互通，從而構建虛擬世界。

上述提到的四款全新Omniverse Cloud API包括：ChatUSD，一款面向開發人員的大型語言模型copilot工具，可以回答USD知識問題或生成Python-USD代碼腳本。ChatUSD借助NVIDIA提供的USD功能和Python-USD代碼片段進行微調；RunUSD，其是一個Cloud API，通過檢查上傳文件與OpenUSD版本的兼容性，將OpenUSD文件轉換為完全路徑跟蹤渲染的圖像，并使用Omniverse Cloud生成渲染，NVIDIA OpenUSD開發者計劃中的開發人員可以使用該API的演示；DeepSearch，其為LLM代理，可在海量無標記資產數據庫中進行快速語義搜索；USD-GDN Publisher，其為一鍵式服務，可助力企業和軟件制造商從USD Composer等基于Omniverse的應用向Omniverse Cloud GDN發布基于OpenUSD的高保真體驗，并實時傳輸到網絡瀏覽器和移動設備。

NVIDIA Omniverse開啟通往OpenUSD廣闊天地的大門

OpenUSD旨在更好地連接電影和動畫制作流程。同時，工業應用（比如構建具有互操作性的制造設計流程、創建符合物理學的實時工廠數字孿生或訓練和驗證自動駕駛汽車等）也對3D框架提出了不同的要求。為了支持這些高度復雜的工業和感知AI工作負載，NVIDIA正在開發NVIDIA Omniverse（用于開發應用程序的OpenUSD原生軟件平臺），以及地理空間數據模型、度量組件、SimReady、OpenUSD規范等。OpenUSD地理空間數據模型讓用戶可以對逼真的工廠、倉庫、城市乃至地球數字孿生進行模擬和計算。對于極大規模的項目，它還會考慮到地球的曲率以確保模擬符合物理學。工業應用需要合并來自許多工具和來源的數據集，每個數據集以不同的單位表示。NVIDIA正在開發一個OpenUSD度量組件，使用戶能夠百分之百準確地合并不同格式的數據集。

在計算終端層面，NVIDIA與全球數據中心系統制造商、工作站廠商緊密協作，推進著AI與工業制造、數據科學、內容創作等領域的應用。NVIDIA推出了搭載全新NVIDIA L40S GPU的NVIDIA OVX服務器。這款功能強大的通用數據中心處理器將通過NVIDIA Omniverse平臺，加速計算密集型的復雜應用，包括AI訓練與推理、3D設計與可視化、視頻處理以及工業數字化等。NVIDIA OVX系統的每臺服務器最多支持8塊NVIDIA L40S GPU，每塊GPU的顯存為48GB。基于NVIDIA Ada Lovelace GPU架構的L40S搭載第四代Tensor Core和FP8 Transformer Engine，可以提供超過1.45 PFLOP的張量處理能力。對于擁有數十億個參數和多種數據模式（如文本和視頻）的復雜AI工作負載，與NVIDIA A100 Tensor Core GPU相比，L40S能夠將生成式AI的推理性能和訓練性能分別提高1.2倍和1.7倍。

OVX服務器采用全新NVIDIA GPU以加速訓練和推理以及圖形密集型工作負載，將通過戴爾科技、慧與、聯想、超微等公司提供

為了支持實時渲染、產品設計、3D內容創建等高保真專業可視化工作流，NVIDIA L40S GPU搭載142顆第三代RT Core，可提供212 TFLOP的光線追蹤性能，使專業創作者能夠創建沉浸式的視覺體驗和逼真的內容。針對計算要求嚴苛的工作流，如工程和科學模擬等，NVIDIA L40S搭載18176顆CUDA Core，可提供近5倍于NVIDIA A100 GPU的單精度浮點計算（FP32）性能，以加快復雜計算和數據密集型分析的速度。NVIDIA L40S將于今年秋季上市。包括華碩、戴爾科技、技嘉、慧與、聯想、QCT、超微在內的全球系統構建商近期將提供搭載NVIDIA L40S GPU的OVX系統。部署L40S GPU的企業將受益于NVIDIA AI Enterprise軟件，該軟件發布了重大更新，能夠為100多個框架、預訓練模型、工具套件和軟件提供生產就緒型企業級支持和安全，其中包括用于模擬的NVIDIA Modulus、用于數據科學的NVIDIA RAPIDS和用于生產型AI的NVIDIA Triton推理服務器。

除了面向數據中心的新品，NVIDIA還推出了全新NVIDIA RTX工作站，以及三款全新臺式工作站Ada架構GPU——NVIDIA RTX 5000、RTX 4500和RTX 4000，為全球專業人士帶來最新的AI、圖形和實時渲染技術。全新RTX工作站配備4塊NVIDIA RTX 6000 Ada GPU，每塊GPU具有48GB顯存，單個桌面工作站就可提供5828 TFLOPS的AI性能和192GBGPU顯存。這些系統還可根據用戶需求，配備NVIDIA AI Enterprise或Omniverse Enterprise軟件，以支持各種要求嚴苛的生成式AI和圖形密集型工作負載。

NVIDIA RTX 6000 Ada GPU、NVIDIA Omniverse和NVIDIA AI Enterprise軟件將大幅提升臺式工作站的性能

據了解，系統構建商將在今年秋季開始提供最多可搭載四塊RTX 6000 Ada GPU，以及NVIDIA AI Enterprise和NVIDIA Omniverse Enterprise軟件的RTX工作站。全新NVIDIA RTX5000 GPU已經上市，惠普、麗臺科技、PNY和Ryoyo Electro等全球分銷合作伙伴將陸續發貨。BOXX、戴爾、惠普、聯想等全球分銷合作伙伴將在今年秋季開始提供NVIDIA RTX 4500和RTX 4000 GPU。

可以看到，NVIDIA通過一系列的技術和產品創新，在廣泛的生態伙伴協作之下，正在快速推進生成式AI在企業、開發者群體，以及千行百業的場景應用，并且大幅降低了企業AI項目的門檻，用領先的圖形技術描繪了一個嶄新的AI未來，二者相互促進，融合發展。正如黃仁勛所言：“在五年前的SIGGRAPH上，NVIDIA將AI和實時光線追蹤引入GPU，從此顛覆了計算機圖形。不僅如此，在NVIDIA通過AI重塑計算機圖形的同時，也致力于為AI重塑GPU。”

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