凭光线追踪技术和Tensor Core两大法宝,最新图灵显卡让英伟达笑傲王者之巅?

2018-08-29 13:31:59 来源:EEFOCUS
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•新图灵显卡提供出色的图形保真度;
•对竞争格局的影响。


英伟达(NVDA)用于游戏的图灵架构显卡新系列引入了许多消费级显卡中从未见过的新技术,包括用于机器学习的专用硬件和称为光线跟踪的图形技术。英伟达已经在PC游戏的巅峰时期为自己建立了坚不可摧的地位。

 


英伟达首席执行官黄仁勋在Gamescom上推出了RTX系列游戏显卡。资料来源:英伟达。


新图灵显卡提供无与伦比的图形保真度
英伟达的首席执行官黄仁勋在德国科隆的Gamescom举办的特别活动中推出了新系列的图灵消费级显卡(RTX 2080 Ti,2080,2070)。此前,黄已经在SIGGRAPH 2018主题演讲中揭示了图灵架构的关键要素。


我甚至对英伟达在将图灵带入消费者市场方面的速度和灵活性感到惊讶,应该不止我一个人有这种想法,但英伟达之所以能够取得成功靠的就是不断给市场惊喜。


除了传统的图形核心,图灵还提供英伟达的Tensor核心,可以像ASIC一样的速度进行机器学习方面算法的处理。Tensor Cores是英伟达性能最高的Volta GPU的一个特色,可用于超大规模数据中心和超级计算机,如美国能源部的Summit超级计算机,目前这是世界上最快的计算机。


Tensor Core的开发是英伟达灵活性的另一个典型例子。 Tensor Cores实际上是专门用于机器学习的ASIC,而且已经被嵌入到GPU的芯片中。面对众多机器学习ASIC的开发公司,英伟达并没有选择等待,而是主动出击,抓住了开发的主动权,积极参与竞争。


对于图灵,Tensor Cores积极地利用AI功能,用于提高图形渲染的性能和分辨率。一种称为深度学习超级采样的应用程序,使用AI对较低分辨率的图像进行更高分辨率的上采样。不仅如此,人工智能还有助于减少图灵新功能即光线跟踪的核心工作量。


光线跟踪是电影数字渲染领域的标准技术。在图灵出现之前,光线跟踪则需要基于大型服务器的渲染农场来执行这个功能。英伟达专业Quadro RTX图灵卡的推动力之一就是取代传统的渲染农场。


究竟什么是光线跟踪呢?光线跟踪起源于光学物理学。光从某种程度上说也是一种射线,这种射线表示光所采用的传播路径,即“光线”。光通常是以直线传播,除非它与反射(有光泽)或折射(透明)介质相交。人们可以将射线视为空间中的箭头,指示光传播的路径和方向。


计算机图形学中的光线跟踪不同于传统的光栅化。光栅化是现代计算机图形学的基础。在光栅化中,三维物体在数学上被转换为二维图像,如下图所示。

 


虽然可以在光栅化中模拟光线的效果,但栅格化却对有关目标物体的光线的相关内容只字未提。目前这一代“照片般逼真”的游戏在模拟灯光效果方面做得比较好了,但仍有很多额外的工作要做。


因为光线跟踪直接处理光源,因此利用光线跟踪可以自动再现光照效果,如反射,折射,阴影和间接照明。

 


许多必须添加到栅格化场景的内容,在光线跟踪中可以更容易地获得。当然,它在计算方面就不那么轻松了。因为跟踪计算量太大,不能实时使用。


这恰恰是图灵的关键创新之处。它允许在单个GPU上实时进行光线跟踪,也就是可以通过提供光线跟踪计算、具有硬件加速功能的新RT核来实现。


Tensor Cores所采用的AI技术也有助于光线跟踪,它允许生成高分辨率场景,其中“光线”比没有AI的场景要少。实时光线跟踪可以产生戏剧性的光照和反射效果。

 

 
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