【溫哥華SIGGRAPH直擊】
全球最大的電腦圖學和互動技術大會SIGGRAPH2018年度大會今年三度在溫哥華舉行,GPU技術龍頭Nvidia執行長黃仁勳在SIGGRAPH第二天也舉辦了一場新產品和技術發表會,正式發表了Nvidia第8代新GPU架構Turing(圖靈),也推出了採用此架構的第一款具備光線追蹤運算力的GPU顯示卡Quadro RTX和伺服器Quadro RTX Server。RTX GPU預計第四季開始出貨,將先提供給RTX伺服器供應商。

黃仁勳以皮克斯動畫工作室的誕生開場,他指出,皮克斯開啟了電腦動畫時代,也反映出創意產業爆發式的成長,但CPU的進展如摩爾定律所描述,越來越緩慢,唯有GPU效能的進展,也同樣是爆發性的指數成長。

為了實現即時真實影像的能力,電腦從圖形模擬開始,在Nvidia推出GPU之後,開始可以計算材質、進行模擬,後來可以進一步進行角色模擬(Character Animation),甚至結合AI後可以進行臉部表情模擬(Facial Animation)。 但是,即時光線追蹤的計算一直是個難題,遲遲無法實現,黃仁勳指出,光線追蹤可說是電腦圖形計算的聖杯。

光線追蹤是源自1979年電腦科學家Turner Whitted一篇論文,他提出了光線追蹤的電腦圖形計算新演算法架構,改從追蹤光線在不同表面上的反應,來模擬真實世界的光影變化。透過追蹤光線碰到物體表面時產生的反射、折射和陰影效果,再加上光線繼續遇上其他物體於場景中所有光線互動的情況等。當年他已經可以做出每秒64個像素的光線追蹤幾何圖形影片。

但就算到了去年,要做到即時光線追蹤的計算,仍舊是一大難題,只能透過大量運算事前產生,尤其在VR虛擬世界,這是一直無法實現的技術門檻,無法即時創造出如真實世界般的立體影像體驗。

直到在今年3月,Nvidia先在GTC大會上發表了光線追蹤框架RTX,來加快即時光線追蹤的計算,現在更進一步推出了新款GPU產品Quadro RTX GPU,具備了即時光線追蹤的渲染計算能力。 黃仁勳表示,RTX GPU是世界第一款光線追蹤GPU(Ray Tracing GPU),採用了Nvidia最新第8代的GPU架構Turing架構(圖靈,以提出光線追蹤演算法作者的姓名來命名)。

Nvidia花了10年,上萬名工程師,累積一層層技術才打造出這款光線追蹤GPU。他甚至用了新的單位每秒追蹤光線數,來描述RTX GPU的新能力,黃仁勳說,RTX最大可追蹤到每秒10 Giga道光線(100億道),整體計算能力可以達到16 TFLOPS,每秒500兆次張量計算,GPU也採用了NVLink傳輸技術,每秒可傳輸100Gb資料。

RTX GPU所採用的第八代GPU架構Turing,除了SM多核心處理器外,也內建張量核心Tensor Core,另外還新增加了光線追蹤核心RT Core負責光線追蹤計算,最大可提供125 TFLOPS的半精度浮點數計算。RTX GPU可以提供8K即時影音編碼,傳輸介面上也支援USB Type-C以及Nvidia最新提出的VR介面標準VirtualLink。

黃仁勳指出,全新的Turing架構將推生出一個2500億美元的影像特效產業,遍及設計、數位內容、建築、模擬、電影和娛樂產業。

新一代光線追蹤GPU產品線將先推出3款Quadro RTX顯示卡,這也是第一款使用三星超高速GDDR6記憶體的顯示卡,包括了單卡內建16GB記憶體的RTX 5000(內建3,072個CUDA核心和384個Tensor核心,可提供每秒6 Giga Rays),售價2,300美元(台幣6.9萬元),24GBk的RTX 6000(內建4,608個CUDA核心和576個Tensor核心,可提供每秒10 Giga Rays),售價6,300美元(台幣18.9萬元),以及最高階內建48GB記憶體的RTX 8000(同樣內建4,608個CUDA核心和576個Tensor核心,可提供每秒10 Giga Rays),要價10,000美元(台幣30萬元)。Quadro RTX GPU可兩張透過NVLink串連,達到記憶體倍增,例如兩張RTX 8000最大可提供96GB的全域照明計算(Global Illumination) 。

Nvidia還同步發表了RTX伺服器,內建Quadro RTX 8000,一臺RTX伺服器可安裝8張RTX顯示卡,兩兩串連。在功耗上,4臺各內建8張GPU卡的RTX伺服器,約需要13kW。結合新的Quadro Infinity軟體,還可以支援遠端控制或多個虛擬機器共享同一個RTX GPU。目前包括Dell Precision工作站,HP Z工作站和HPE ProLiant伺服器和聯想的ThinkStation和ThinkSystem都支援Quadro RTX產品。

Nvidia資深副總裁Tony Tamasi指出,Nvidia早在10年前開始研究光線追蹤技術,5年前開始展開架構設計,但要拿捏光線追蹤計算和AI計算能力的搭配,也就是RT Core和Tensor Core的搭配,因為RTX GPU完全是為了VR而打造的GPU。而RTX伺服器鎖定的目標是內容產業和數位創意社群,甚至可以支援多人共用。不像DGX人工智慧伺服器,主要鎖定AI科學家訓練AI模型之用。他一席話,點出Nvidia兩大企業級GPU產品線和伺服器的定位。RTX將主攻VR應用,而DGX則以AI應用為主。

Nvidia預計第四季開始出貨RTX GPU,先提供給OEM供應商,包括Dell EMC、HPE、HPI和Lenovo或其他系統供應商。


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