Imagination技術(shù)前瞻副總裁:GPU在體驗元宇宙中的作用
2021-12-07
作者:Kristof Beets,,Imagination Technologies 技術(shù)前瞻副總裁
來源:Imagination
"當Hiro走近街道時,,他看到兩對年輕夫婦從Port Zero爬下,這是當?shù)氐娜刖晨诎逗蛦诬夒娷囌?。他們可能正使用他們父母的電腦在Metaverse中進行四人約會,。當然,他看到的不是真人,。這都是他的計算機根據(jù)光纖電纜上的規(guī)定繪制的移動插圖的一部分,。人是像阿凡達一樣的軟件。他們是人們在元宇宙中相互交流的視聽身體,。
--摘自《雪崩》,,Neal Stephenson(Bantam,1992年)
一個全新的時代
自20世紀90年代以來,,網(wǎng)絡(luò)空間更多沿著社交路線發(fā)展的概念已經(jīng)存在,,而元宇宙一直是人們關(guān)注的焦點,像Epic Games,、微軟和最近的Facebook(現(xiàn)在的Meta)等公司宣布計劃創(chuàng)建跨越物理和虛擬環(huán)境的互聯(lián)世界,。
就目前所涉及的公司來看,這暗示了元宇宙涵蓋的范圍:工作,、游戲,、社交。不過,,從教育到醫(yī)療再到政治領(lǐng)域,,也有可能包括進來。也許最好把它看作是一個虛擬的世界,,在這里,,現(xiàn)實世界中任何可能的事情都可能發(fā)生,同時現(xiàn)實中不可能發(fā)生的事情也有可能發(fā)生,。
將這個雄心勃勃的概念變?yōu)楝F(xiàn)實確實帶來了挑戰(zhàn),。由于平臺、系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間的互操作性將是全面運作生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵,,因此軟件需要不斷發(fā)展以推動元宇宙的實現(xiàn),。在未來幾年中,我們可能會看到一些令人印象深刻的軟件跳躍式升級更新,,這將允許以全新的,、令人興奮的方式管理大量數(shù)據(jù),。
不過,軟件雖然是融合元宇宙實現(xiàn)的各種問題的關(guān)鍵支柱,,但硬件則是人們與這個新的在線世界互動的主要方式,。全身觸覺和虛擬現(xiàn)實裝備仍然是一個遙遠的幻想,在向元宇宙的過渡期間,,VR和AR技術(shù)很可能是體驗它的主要手段,。這為芯片行業(yè)帶來了重大機遇,特別是從GPU的角度來看,,推動大規(guī)模創(chuàng)新,,幫助用戶沉浸其中,同時利用并行性來應(yīng)對數(shù)據(jù)挑戰(zhàn),。
元宇宙的當前狀態(tài)
從技術(shù)上講,,我們已經(jīng)看到了較小規(guī)模的"元宇宙"。 其中引人熱議的一個案例便是Epic Games的游戲《堡壘之夜》(Fortnite),。2019年Marshmello演唱會活動聚集了1000多萬人參加,,這是一個純粹的社交活動。隨后,,許多其他活動結(jié)合了幾個IP,,例Ariana Grande的虛擬巡演“Rift Tour”,Marvel的《星核戰(zhàn)爭》(Nexus Wars),。同樣,,在游戲領(lǐng)域,我們也看到Roblox推出了其"開發(fā)者市場",,允許開發(fā)人員將游戲,、資產(chǎn)、插件,、3D模型等貨幣化——有效地創(chuàng)造了在游戲內(nèi)工作實現(xiàn)賺錢的方法,。
但元宇宙不僅僅是游戲。微軟是世界上最大的云供應(yīng)商之一,,擁有廣泛的工作軟件和服務(wù),,這些軟件和服務(wù)通過 Office 365和 領(lǐng)英跨越系統(tǒng),坐擁數(shù)億用戶,。隨著Facebook(Meta)剛剛宣布了其實現(xiàn)元宇宙的雄心勃勃計劃,,我們開始更好地了解生態(tài)系統(tǒng)可能是什么樣子——各種連續(xù)的互連數(shù)據(jù)流,通過平臺,、系統(tǒng)和應(yīng)用程序傳輸,,同時使用戶能夠真正存在于在線虛擬空間中。
AR和VR的潛力
在考慮人們?nèi)绾闻c元宇宙互動時,,XR硬件是顯而易見的答案,。很容易想象,,戴上VR頭顯,連接到《頭號玩家》(Ready Player One)中類似的裝備,,然后立即被傳送到您選擇的虛擬世界,。
但是,VR頭顯仍處于起步階段,,并且由于昂貴技術(shù),,其進入門檻相對較高。簡而言之,,要實現(xiàn)完全沉浸式的虛擬環(huán)境,需要具有高刷新率的高分辨率顯示器,。隨著目前正在開發(fā)的智能創(chuàng)新技術(shù),,例如注視點渲染,頭顯將繼續(xù)發(fā)展——每次迭代都變得更加方便和高效,。
就早期的元宇宙方面,,AR已經(jīng)顯示出顯著的增長。像Pokémon Go這樣的游戲,。用戶通過3D掃描周圍的現(xiàn)實世界,,以進一步強化AR 的沉浸感。Niantic公司最近收購了 6d.ai 和Scaniverse,,突顯了該公司構(gòu)建AR硬件和軟件的計劃,,這些硬件和軟件可以將真實環(huán)境和數(shù)字環(huán)境完全融合在一起。
微軟,、蘋果,、Facebook和谷歌也在開發(fā)AR產(chǎn)品,這些產(chǎn)品可能會依賴持續(xù)的物理環(huán)境掃描來改善用戶沉浸感,。而且,,從2021年到2028年,預(yù)計復(fù)合年增長率為43.8%(Grand View Research,,2021年2月),,AR市場預(yù)計將繼續(xù)快速增長。
AR的真正潛力超越了游戲,。該技術(shù)可能會產(chǎn)生重大的跨行業(yè)影響:從醫(yī)療培訓(xùn)到零售實施,,再到商業(yè)物流,甚至是室內(nèi)設(shè)計,。與VR相比,,增強現(xiàn)實是一種更容易使用的解決方案,它可能是 向元宇宙過渡的最大驅(qū)動力,。
GPU,、視覺沉浸感和克服數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)
迄今為止,,憑借數(shù)十年為100多億臺設(shè)備打造創(chuàng)新移動GPU解決方案的經(jīng)驗,Imagination認識到圖形在創(chuàng)建真正沉浸式元宇宙世界中將發(fā)揮的重要作用,。我們最近宣布的IMG CXT GPU是第一個將硬件光線追蹤引入移動設(shè)備的解決方案,,同時從硬件角度來看,它非常高效,。
今年早些時候,,我們建立了光線追蹤等級系統(tǒng)(RTLS),確定了現(xiàn)有和未來解決方案的六個級別— 從0級到5級,。CXT在4級運行,,這意味著它不僅在硬件上執(zhí)行邊界卷層次結(jié)構(gòu)(BVH)光線遍歷,而且還在芯片上執(zhí)行光線相干性排序,。這使我們能夠?qū)ρ赝环较蛐羞M的光線進行分組,,并充分利用 GPU 的并行計算能力——類似于基于分塊的渲染解決方案,從而提高整體 ALU 利用率和測試效率,。
短期內(nèi),,像CXT這樣的解決方案可以讓公司將光線追蹤帶到移動AR環(huán)境中,這意味著可以跨程序提供更逼真的渲染數(shù)字對象,。
隨著XR硬件的發(fā)展,,我們將開始看到混合處理解決方案,其中移動GPU可以嵌入到頭顯本身中,。在這種情況下,,功率與電池消耗保持平衡將比以往任何時候都更加重要 。CXT 在這方面具有獨特的優(yōu)勢,,因為它是一種可擴展的解決方案,,使SoC制造商能夠達到高達9TFLOPS的FP32光柵性能和超過7.2GRay / s的光線追蹤性能,同時提供比2級和3級解決方案高出2.5倍的功率效率,。
當然,,AR和VR技術(shù)只是元宇宙的冰山一角。生態(tài)系統(tǒng)本身可能會帶來許多軟件和數(shù)據(jù)處理挑戰(zhàn),,以及令人印象深刻的創(chuàng)新,。近年來,GPU已被成功用于解決大數(shù)據(jù)問題,,因為它們可以同時執(zhí)行數(shù)千個線程,,從而比傳統(tǒng)CPU具有更高的輸出和內(nèi)存帶寬。GPU還可以通過Imagination的相干性排序硬件等創(chuàng)新來渲染數(shù)字世界,,從而釋放更高的效率,。換句話說,圖形處理單元將在元宇宙中如何管理數(shù)據(jù)方面發(fā)揮重要作用,。
雖然真正的元宇宙需要一段時間才能實現(xiàn),,但進入該行業(yè)是一個激動人心的時刻,。 競爭孕育著創(chuàng)新,隨著越來越多的玩家加入這個全新在線時代的競爭,,我們肯定會看到一些優(yōu)秀軟件,、GPU、CPU和AI的發(fā)展,。