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機(jī)器之心報(bào)道

編輯：澤南、杜偉

最高端的 RTX4090 性價(jià)比最高，你沒想到吧？

雖然因?yàn)楫a(chǎn)品太貴而被吐槽，但提起最強(qiáng) AI 芯片、高端游戲 GPU，人們還是首先要看英偉達(dá)。9 月 20 日晚，GTC 大會(huì)在線上召開，萬眾期待的 RTX 40 系列顯卡終于正式發(fā)布了。

與以往稍有不同，這場重要的 Keynote 顯得樸實(shí)無華而且「簡短」，黃仁勛直接站在空曠的元宇宙里開講：

一個(gè)半小時(shí)收工。

在這場活動(dòng)中，英偉達(dá)展示了 RTX、AI 芯片和元宇宙產(chǎn)品線 Omniverse 的最新進(jìn)展，還包括它們對(duì)人工智能領(lǐng)域新突破的幫助，以及大量應(yīng)用落地。

在一切開始之前，老黃先展示了一段全可交互的模擬環(huán)境 RacerX，它用 Omniverse 構(gòu)建，物理材質(zhì)特性、光線追蹤、煙霧火焰一個(gè)不少。最重要的是「全部沒有預(yù)渲染過，是跑在單塊 GPU 上的」：

黃仁勛說，全部實(shí)時(shí)處理，這才是未來游戲的該有的樣子。

能跑得起 RacerX 的肯定是最新 RTX 40 系顯卡，AMD 也要發(fā)布新一代 GPU 了，英偉達(dá)這次會(huì)保持領(lǐng)先嗎？如果 N 卡性能更強(qiáng)，代價(jià)是什么？

RTX 40 系列 GPU：性能翻倍，光追能力翻倍

這就是英偉達(dá)的第三代 RTX 顯卡，采用全新的 Ada Lovelace 架構(gòu)。

英偉達(dá)轉(zhuǎn)投臺(tái)積電后，使用定制版 4N 制程加成的 RTX40 系 GPU 被塞進(jìn)了 760 億個(gè)晶體管，比上一代 Ampere 多了 70%。

25 年前，英偉達(dá)推出了可編程著色的 GPU，徹底改變了計(jì)算機(jī) 3D 圖形的世界。到 2018 年，英偉達(dá)推出 RTX 架構(gòu)，新增的 RT Core 用于加速實(shí)時(shí)光線追蹤，Tensor Core 用于處理矩陣運(yùn)算，又實(shí)現(xiàn)了前所未有的效果。在剛剛推出的 Ada Lovelace 架構(gòu)中，三種處理器均有改進(jìn)和提升，其中：

1、SM 流處理器新增著色器重排序執(zhí)行能力（Shader Execution Recording），可以實(shí)時(shí)重新調(diào)度任務(wù)，把光追速度提升 2-3 倍，在 4090 上能輸出 90TFLOPS，性能較上代提升兩倍。

2、第三代 RT Core 實(shí)現(xiàn)了兩倍的光線與三角形求交性能，全新的 Opacity Micromap 引擎可以把 Alpha-test 幾何性能提升 2 倍，Micro-Mesh 引擎可提升幾何圖形的豐富度，而不會(huì)帶來 BVH 構(gòu)建和存儲(chǔ)資源的更多消耗。

3、新的第四代 Tensor Core 可以實(shí)現(xiàn) 1.4 petaFLOPs 算力，AI 性能翻倍。

「Shader Execution Recording 和當(dāng)年的 CPU 亂序執(zhí)行一樣，是一項(xiàng)重大創(chuàng)新，」黃仁勛說道?！腹饩€追蹤很難并行處理，而 GPU 具有高度并行性，SER 通過即時(shí)重新安排著色器負(fù)載來提升效率，可以提升 2 到 3 倍光追性能，游戲性能提升 25%?！?/p>

但我們知道，光線追蹤曾經(jīng)被英偉達(dá)前首席科學(xué)家 David Krik 說成是「永遠(yuǎn)不會(huì)到來」的技術(shù)，性能翻倍也不能讓 GPU 保證在如今的各種大型單機(jī)游戲中保持高幀率，這個(gè)時(shí)候就需要 AI 算法了。

DLSS 使用卷積自動(dòng)編碼器 AI 模型，可以在 GPU 輸出的低分辨率畫面基礎(chǔ)上自動(dòng)腦補(bǔ)出高分辨率，大幅降低性能需求。英偉達(dá)在 Ada 架構(gòu)中引入了 DLSS 3，其可以在分辨率提升的同時(shí)自動(dòng)補(bǔ)幀。DLSS 3 包含四個(gè)組件：新的光流加速器、游戲引擎運(yùn)動(dòng)矢量、卷積自動(dòng)編碼 AI 幀生成器和 Reflex 低延遲流水線。

DLSS 3 同時(shí)處理當(dāng)前幀和上一幀，光流加速器為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供運(yùn)動(dòng)方向和速度信息，結(jié)合圖形和像素的運(yùn)動(dòng)矢量，輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就可以生成中間幀了。

「DLSS 3 在不涉及圖形管線處理的前提下生成全新幀，相較于單純的渲染可以將性能提升多至 4 倍，」黃仁勛表示?！付也徽?CPU 還是 GPU 有瓶頸的游戲都可以從中受益?！?/p>

英偉達(dá)展示了開 DLSS 3 的賽博朋克 2077、微軟模擬飛行等游戲的運(yùn)行效果：

4 年來，RTX 的數(shù)據(jù)量提升了 16 倍，現(xiàn)在的一些像素是計(jì)算得出，大多數(shù)是 AI 推測出來的。

在演示中，幾個(gè)游戲都是幀數(shù)直接乘以二。但值得注意的是，DLSS 3 和新硬件特性高度綁定，30 和 20 系的用戶無法享受這樣的性能。

英偉達(dá)公布了 40 系顯卡的多項(xiàng)常規(guī)硬件規(guī)格：RTX 4090 采用 AD102 GPU，擁有 16384 個(gè) CUDA 核心和 24GB GDDR6X 顯存，默認(rèn) TDP 為 450W；RTX 4080 16GB 版擁有 9728 個(gè) CUDA 核心，TDP 為 320W；RTX 4080 12G 版擁有 7680 個(gè) CUDA 核心，TDP 為 285W。從功耗上看，從三星 8nm 換到臺(tái)積電 4N 工藝效率提升顯著，同級(jí)性能提升了，電源要求沒有提升。

性能相比上代提升了多少？通過 SER 優(yōu)化、更大規(guī)模芯片，再加上芯片加速頻率從 1.7GHz 提升到 2.52GHz，綜合起來可以讓 RTX 4090 相比 3090Ti 性能翻一倍；如果看光線追蹤，性能則提升了 4 倍。黃仁勛表示，Ada 的同功耗性能是 Ampere 的兩倍。

再往下，RTX 4080 可在開 DLSS 時(shí)達(dá)到 3080Ti 的兩倍性能。

最后是價(jià)格：RTX 4090 公版售價(jià) 1599 美元，10 月 12 日開始售賣；RTX 4080 16GB 售價(jià) 1199 美元，12GB 版售價(jià) 899 美元。

總結(jié)一下就是 90 的價(jià)格幾乎沒漲，80 的價(jià)格漲了 500 美元。對(duì)于國內(nèi)用戶來說，RTX 40 系的售價(jià)是這個(gè)樣子：4090 12999 元起，4080（16GB）9499 元，4080（12GB）7199 元。

看起來非公版的 RTX 4090 價(jià)格將在 15000 左右。

不過，這一代顯卡有個(gè)需要注意的地方：看起來 12G 版的 4080 似乎是把原定的 70Ti 改了名字。

英偉達(dá) Omniverse 連接了 3D 世界

除了 GPU 和 AI，英偉達(dá)也是元宇宙的引領(lǐng)者，黃仁勛介紹了 Omniverse 的一系列進(jìn)步。

Omniverse 是英偉達(dá)構(gòu)建和運(yùn)行元宇宙應(yīng)用的平臺(tái)，在數(shù)字和現(xiàn)實(shí)世界交匯之處產(chǎn)生作用。Omniverse 還是一個(gè)實(shí)時(shí)的大型 3D 數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建一個(gè)可共享的 3D 世界。Omniverse 更是一個(gè)計(jì)算平臺(tái)，你可以編寫在其上運(yùn)行的應(yīng)用，這些應(yīng)用成為進(jìn)入虛擬世界的門戶。

今日，黃仁勛發(fā)布了關(guān)于其 Omniverse 平臺(tái)的一系列重大更新，它支持了 Ada Lovelace GPU，在光線追蹤和大型場景性能方面實(shí)現(xiàn)巨大飛躍。

首先是基于 GAN 和擴(kuò)散模型的新型神經(jīng)渲染工具。OmniGraph 是一個(gè)圖形渲染引擎，通過程序化的方式控制行為、動(dòng)作和行動(dòng)。

其次是 Omniverse Physics 的重大更新，它可以用來處理復(fù)雜的多連接部件對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況。

然后是全新的 Cloud XR，支持在 VR 中實(shí)現(xiàn) Ada 的強(qiáng)大光線追蹤功能。還有首個(gè)用于數(shù)據(jù)生成和數(shù)字孿生模擬的 SimReady 素材庫。

Replicator 是備受青睞的 Omniverse 應(yīng)用之一，用來生成合成數(shù)據(jù)，從而訓(xùn)練自動(dòng)駕駛汽車、機(jī)器人和各種計(jì)算機(jī)視覺模型。最后是新的 Omniverse JT 連接器，它是一款大型應(yīng)用，使得工業(yè)和制造業(yè)可以運(yùn)用 Omniverse。

可以這么說，Omniverse 是一個(gè)企業(yè)平臺(tái)，適用于從產(chǎn)品設(shè)計(jì)和造型到工程策劃、制造、營銷和運(yùn)營的整個(gè)產(chǎn)品生命周期。正如互聯(lián)網(wǎng)連接了各個(gè)網(wǎng)站，Omniverse 連接了 3D 世界。

黃仁勛在會(huì)上了展示了一些公司利用 Omniverse 為工廠、物流倉庫、自動(dòng)化生產(chǎn)線和工業(yè)廠房創(chuàng)建數(shù)字孿生的情況。我們可以從以下一些場景案例中探知一二。

Omniverse 計(jì)算平臺(tái)由三部分組成：RTX 計(jì)算機(jī)，供創(chuàng)作者、設(shè)計(jì)師和工程師使用；OVX 服務(wù)器，用來托管與 Nucleus 數(shù)據(jù)庫的連接并運(yùn)行虛擬世界模擬；NVIDIA GDN，進(jìn)入 Omniverse 的門戶。

通過 GeForce Now，英偉達(dá)構(gòu)建了一個(gè)全球圖形交付網(wǎng)絡(luò)（即 GDN）。該網(wǎng)絡(luò)覆蓋了 100 個(gè)地區(qū)，提供響應(yīng)靈敏的超快 RTX 圖形內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò)（即 CDN），高效串聯(lián)互聯(lián)網(wǎng)視頻。而 NVIDIA GDN 能夠高效串聯(lián)交互式圖形，并結(jié)合 NVIDIA RTX PC、云端的 NVIDIA GPU 打造覆蓋全球的 Omniverse 計(jì)算平臺(tái)。

NVIDIA Omniverse Cloud 則是一套軟件和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)套件，用于隨時(shí)隨地在任何設(shè)備上設(shè)計(jì)、發(fā)布和體驗(yàn)元宇宙應(yīng)用。黃仁勛在會(huì)上展示了超級(jí)跑車和高級(jí)電動(dòng)車解決方案的先行者 Rimac 公司，以及它是如何利用 Omniverse Cloud 為 3D 團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)協(xié)作工作流，并為用戶提供先進(jìn)的 3D 體驗(yàn)。

黃仁勛表示，NVIDIA Omniverse Cloud 是一款 IaaS 產(chǎn)品，可以連接在云上、本地和單個(gè)設(shè)備上，運(yùn)行 Omniverse 應(yīng)用。Replicator 和 Farm 也可以在云上運(yùn)行，其中 Farm 是渲染農(nóng)場的擴(kuò)展引擎。目前，用戶可以在 AWS 上使用 Replicator 和 Farm 容器。

新一代自動(dòng)駕駛芯片 Drive Thor

在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，車企都需求更強(qiáng)的算力，而英偉達(dá)產(chǎn)品的每代性能都要翻倍。

當(dāng)前，智能機(jī)器開發(fā)掀起了一波 AI 浪潮，深度學(xué)習(xí)的參與更為系統(tǒng)能力的提升打開了新的大門。從軟件的開發(fā)方式到運(yùn)行方式，一切都變得截然不同。因此，打造新一代處理器勢(shì)在必行。英偉達(dá) Xavier 是世界上第一款專為深度學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的自動(dòng)駕駛超級(jí)芯片，之后每兩年便在處理器性能上完成一次巨大飛躍。

同時(shí)，為了拓展自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，提升駕駛的安全性，傳感器在數(shù)量和分辨率上面臨同步增長。同時(shí)引入更復(fù)雜的 AI 模型，所有這些因素都驅(qū)使英偉達(dá)不斷提升性能。

2021 年，英偉達(dá)推出了 1000 TOPS 的 SoC——Atlan。今天，黃仁勛表示它的位置已被 Thor 取代。Thor 的吞吐量是 Atlan 的兩倍，交付性能也是 Atlan 的兩倍以上。實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)離不開三個(gè)因素：Grace、Hopper 和 Ada Lovelace，其中 Grace 提供了令人驚嘆的 Transformer 引擎、ViT 的快速變革，Ada 中的多實(shí)例 GPU 有助于車載計(jì)算資源的集中化，將成本降低數(shù)百美元。

Nvidia Drive Thor 采用很多新技術(shù)，它可以被配置為多種模式，將其 2000 TOPS 和 2000 TFLOPs 全部用于自動(dòng)駕駛工作流。同時(shí)可以將其配置為一部分用于駕駛艙 AI 和信息娛樂，一部分用于輔助駕駛。Thor 中的多計(jì)算域隔離允許并發(fā)、對(duì)時(shí)間敏感的多進(jìn)程無中斷運(yùn)行。你可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行 Linux、QNX 和 Android。

此外，Thor 還集中了眾多計(jì)算資源，降低成本與功耗的同時(shí)實(shí)現(xiàn)功能飛躍。目前，汽車的停車、主動(dòng)安全、駕駛員監(jiān)控、攝像頭鏡像、集群和信息娛樂均由不同的計(jì)算設(shè)備控制。而未來，這些功能將不再由單獨(dú)的計(jì)算設(shè)備控制，而是由在 Thor 上運(yùn)行、并隨時(shí)間推移不斷改進(jìn)的軟件統(tǒng)一控制。

Thor 芯片預(yù)計(jì) 2025 年上車使用。

NVIDIA Drive 是一個(gè)面向自動(dòng)駕駛汽車開發(fā)與部署的端到端平臺(tái)，在開發(fā)方面包含了 Replicator 合成數(shù)據(jù)生成、Drive Sim 和 Drive Map，在部署方面包含了全棧駕駛和車內(nèi) AI 應(yīng)用、AI 計(jì)算機(jī)和 Hyperion 自動(dòng)駕駛汽車參考架構(gòu)。

NVIDIA Drive 迎來了一系列功能更新，首先是名為 Neural Reconstruction Engine 的 AI 工作流，已成為了 Drive Sim 的一項(xiàng)主要功能。它可以根據(jù)記錄的傳感器數(shù)據(jù)構(gòu)建 3D 場景，在將 3D 場景導(dǎo)入 Drive Sim 之后通過人工創(chuàng)建或 AI 生成的內(nèi)容對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)。另外，這個(gè)從視頻到 3D 幾何圖形的工作流可以在 OVX 系統(tǒng)上運(yùn)行。

從視頻到 3D 工作流的動(dòng)態(tài)展示。

Drive Sim 的另一項(xiàng)重要功能是硬件在環(huán)，意味著我們可以在 AI 工廠運(yùn)行整個(gè)車載軟件棧。它還可以模擬車內(nèi)環(huán)境，未來的汽車不僅有簡單的儀表板，還有將數(shù)字設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)相結(jié)合的環(huán)繞顯示屏，這樣汽車工程師、軟件工程師和電子工程師可以在 Drive Sim 中展開協(xié)作，同時(shí)運(yùn)行所有的實(shí)際計(jì)算機(jī)與軟件棧。

Drive Sim 成為了虛擬設(shè)計(jì)工作室。

此外，英偉達(dá)還在開發(fā) Drive 端到端自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的其他方面取得了出色進(jìn)展，比如 Replicator 合成數(shù)據(jù)生成、AI 模型改進(jìn)、Drive Map 自動(dòng)駕駛車隊(duì)地圖構(gòu)建、城市和高速公路駕駛及停車。

Drive Map 的自動(dòng)駕駛車隊(duì)地圖構(gòu)建。

全新微型機(jī)器人系統(tǒng)級(jí)模塊

Drive Orin 是英偉達(dá)推出的第二代自動(dòng)駕駛汽車計(jì)算芯片，目前看來非常成功，已經(jīng)被 40 多家汽車、卡車和無人駕駛出租車使用。Jetson 是英偉達(dá)的機(jī)器人計(jì)算機(jī)，擁有 100 萬開發(fā)者，使用的公司約為 6000 家。

今日的 GTC 大會(huì)上，黃仁勛宣布推出一款微型機(jī)器人系統(tǒng)級(jí)模塊芯片 Jetson Orin Nano，它的速度較之前的 Jetson Nano 快了 80 倍。Jetson Orin Nano 可以運(yùn)行 NVIDIA Isaac 機(jī)器人堆棧，并具有 ROS 2 GPU 加速框架。

黃仁勛還介紹了其邊緣 AI 平臺(tái) Metropolis，它可解讀攝像頭、激光雷達(dá)和其他物聯(lián)網(wǎng)傳感器的數(shù)據(jù)，提高倉庫、工廠、零售商店和城市的安全性與效率。

從工業(yè)到科研，自動(dòng)駕駛到元宇宙，英偉達(dá)的業(yè)務(wù)早已從 GPU 拓展到了無數(shù)領(lǐng)域，并在很多地方都有引領(lǐng)地位。對(duì)于普通消費(fèi)者來說，顯卡也早已不是玩游戲用的了。

現(xiàn)在，新一代 GPU 已經(jīng)推出，你會(huì)選擇降價(jià)后的 RTX30，還是買新不買舊呢？