属于云端的未来 GTC2013黄仁勋主题演讲

    每年的GTC大会都会伴随着许多精彩纷呈的技术讲解会以及主题演讲，NVIDIA CEO黄仁勋先生的keynote就是其中最重要的一个。历届GTC上黄仁勋都会为我们带来各种重磅炸弹，无论是新架构的来临还是各种精彩纷呈的全新技术，老黄的口袋里似乎有翻不完的糖果。那么在今年的GTC2013上，等待着我们的糖果会是什么呢？这次的糖果有些特别，那就是NVIDIA的整体蜕变。

NVIDIA CEO 黄仁勋先生在GTC2013上的精彩演讲

    2013年的NVIDIA市场及发展方向布局可以用一个词形容：全面开花。从传统的GPU及运算架构，到智能移动平台芯片，再到云端计算以及大数据处理等领域，NVIDIA已经从一个传统意义上的显示芯片供应商发展成了一个拥有全面产品体系的运算解决方案供应商，这一点在本次GTC大会上显现的十分明显。

GPU将世界更紧密的联系在了一起

    在本次GTC2013最重要的keynote环节，NVIDIA CEO黄仁勋先生为我们带来关于NVIDIA在过去一年中各方面进展的总结，以及未来将会到来的各种激动人心的技术进展以及应用革新。NVIDIA的转型和蜕变，在这次keynote中尤其明显。接下来，就让我们一起看看黄仁勋先生演讲的内容吧。

    ● 人脸渲染到底有多难？

    在演讲的开始部分，黄仁勋展示了两个令人眼前一亮的DEMO，分别是Real-Time Beaufort-Scale Ocean Simulation（薄福风级规模的实时海洋运算）以及Advanced Real-Time Charactor Performance（高级实时人物表现系统）。

    薄福风级规模的实时海洋运算包含完整的离子烟雾系统、动态物理系统、曲面细分以及高阶Shader等等特性，整个DEMO非常真实的模拟了暴风中海洋的物理特征以及船只在海面的表现。DEMO中的船身安置了20000个用于检测应力的监测点，以便配合海面的波涛进行真实的摇晃等物理动作，操作者则可以通过薄福风级划分的可调节风速系统来直接定义风对海面的影响，从而获得从平静到波涛汹涌的不同海面效果。整个DEMO的真实度达到了空前的水平，海面上根据不同风速定义产生的波涛的渲染效果极度真实，船只乘风破浪的刻画也空前的逼真。

薄福风级规模的实时海洋运算

逼真到令全场惊叫的海面

高级实时人物表现系统

截止到这里会场还没什么反应

逼真的微笑，会场开始出现惊呼

逐渐丰富的人物表情

更加丰富的表情

当眼角的皱纹出现时，全场欢呼声爆响

已经接近真实的实时可任意调节表情系统

    高级实时人物表现系统可以被视作是GeForce 8800 Ultra的人脸DEMO的升级版，与之前静态的人脸展示不同，这次的Advanced Real-Time Charactor Performance是“活的”，整个面部可以做出非常丰富的表情，而且还可以在现场与黄仁勋完成互动对话。随着不同的面部表情以及语言导致的扯动，整个面部的肌肉和皮肤都会发生非常细腻真实的变化，不仅可以传递丰富真实且正确的表情信息，我们甚至还能从中看到皱纹的变化。

渲染人类面部需要的运算能力十分巨大

    NVIDIA并没有公布两个DEMO所需要的配置，黄仁勋称要完成Advanced Real-Time Charactor Performance需要最少2T的运算能力。

    ● 大数据中的GPU加速

    通过两个精彩DEMO的演示，黄仁勋将话题引入到了运算能力部分。目前服务器领域最热门的话题当属大数据处理问题，诸如搜索引擎以及社交网络等等广域网用户巨量资料检索交换工作总需要大量的信息信息处理能力，如何有效的提供合理的加速能力是大数据处理面临的主要问题之一。

CUDA出现至今的发展变化

Top 500超级计算机集群中NVIDIA所提供的非CPU运算能力比例

各种典型的大型科学计算应用

    NVIDIA对于这一问题的解决方案来自由最新GPU架构组成的Tesla/Grid，以及由此带来的云计算解决方案。大数据典型的“宽阔总量+较低个体任务负载”与GPU的处理特性十分吻合，因此通过GPU并行运算能力的加速，NVIDIA提供了多种多样的大数据运算加速服务。

以GPU并行加速来解决在线搜索困难的SHAZAM

eBay提供的在线商品快速检索和直达购物

    在现场的演示中，NVIDIA展示了包括SHAZAM在线音乐快速检索以及网购图像比对货物检索在内的多种先进功能，SHAZAM在使用GPU加速之后可以很轻松的快速应对数量级激增的在线音乐检索需求，而ebay提供的网购服务则可以让用户仅适用一台平板电脑或者手机拍摄任意地方看到的某样物品，便可以完成在线商品快速检索和直达购物。

GPU并行加速让很多平板及手机上不可能的应用成为了可能

    接入大数据领域是NVIDIA的一次重要转型和尝试，面对来自Intel日益强烈的压迫，NVIDIA寻找突破口的举动可以说非常积极主动，至于大数据领域的NVIDIA能否取得成功，这个问题只有时间能够回答。

    ● 新GPU架构——Volta

    NVIDIA是一间总能给GPU业界带来惊喜的公司，当人们还沉浸在GeForce GTX Titan的性能震撼，并且憧憬Kepler之后的Maxwell架构时，NVIDIA已经在规划更加遥远的未来了。在介绍完大数据处理的GPU加速解决方案，并将话题再次因引入到GPU性能界限之后，黄仁勋在主题演讲中曝出了NVIDIA最新的GPU架构——Volta（伏打/伏特）。

包含Volta架构的NVIDIA最新roadmap

    使用物理学家的名字命名GPU架构是NVIDIA的传统，同Tesla、Kepler以及Maxwell一样，Volta也是物理学史上知名的人物，作为著名的电物理学家，Volta发明的伏打电堆可以被视作是现代电池的原型，他的Q=C*T也是电学原理中极为重要的公式。

Volta将带来Stacked DRAM特性

    按照展示的Roadmap来看，NVIDIA最新的Volta架构将会在2014年的Maxwell架构之后到来，其每瓦特性能将再次获得提升，提升幅度将与Kepler至Maxwell相当。除此之外，Volta架构还将带来全新的Stacked DRAM(片上堆叠缓冲)等特性，Stacked DRAM透过穿透硅技术实现了更高的DRAM密度，同时可以通过通孔让GPU直接与DRAM在片上近距离连接，这可以降低通讯延迟并提升存储带宽。Volta的存储带宽预计将会因此而达到1TB/S的水平。

黄仁勋先生讲解Volta架构

    黄仁勋先生在演讲中解释了Stacked DRAM的特性及作用，但并未更多的披露关于Volta架构的信息，该架构将于何时部署以及具体性能指标现在都还不得而知。NVIDIA会在今后陆续释放更多关于Volta架构的信息

    ● Tegra的未来

    NVIDIA并没有将目光局限在巨大的GPU及运算架构当中，移动领域的Tegra同样是NVIDIA重点关注的全新领域。从Tegra到Tegra2再到最新的Tegra4，从汽车到手机再到几乎全部的移动智能平台，移动芯片架构已经成了NVIDIA最核心的业务之一。

NVIDIA Tegra产品线最新路线图

    在公布了新GPU架构Volta之后，黄仁勋继续公布了全新的Tegra路线图。根据路线图显示，Tegra架构将在第五代的Logan时代迎来Unified Shader以及CUDA，而且一次到位的部署了Kepler架构并支持Open GL 4.3，紧跟在Logan后面的Parker架构则更加夸张的引入了maxwell架构、Danver架构以及FinFET等各种要素。与第一代Tegra芯片相比，Parker将提供超过100倍的性能增长。两款芯片都将会进军汽车领域，并且以CUDA拓展出包括人机交互界面控制，车载安全系统控制以及多媒体控制等等一系列复杂而新颖的工作。

Logan及Parker架构特征

    黄仁勋同时还展示了给予ARM处理器的NVIDIA PC解决方案——Kayla，这款集成ARM处理器的开发平台拥有独立的PCIE插槽，可以插入高性能独立显卡并完成各种各样的运算工作。在现场演示过程中，Kayla出色的并行完成了物理模拟、简单光线追踪实时运算以及图形渲染三项工作。

    ● Grid与云端

    作为NVIDIA最重要的发展方向之一，云计算领域所占的比例以及NVIDIA给予的关注度正在不断上升。伴随着Project Shield，NVIDIA已经正式发布了最新的云计算及远程任务解决方案Grid。在本次GTC2013大会演讲的最后部分，黄仁勋详尽介绍了Grid的特性细节及应用。

多用途的远程渲染/运算应用是Grid VCA的主要应用方向

    一台典型的Grid VCA(Visual Computing Appliance)机架由两颗CPU以及8块Kepler架构GPU（Tesla K10）构成，可以独立应对16个高负载线程的并行处理，除此之外还能满足64个用户的任务请求工作。在Grid VCA存在的场合，办公平台将发生巨大的变化。黄仁勋现场演示了通过苹果笔记本告诉执行渲染任务的过程，其速度较之图形工作站并无二致。

Grid VCA

Grid VCA的内存系统

Grid GPU

Tesla K10

Grid VCA整体机柜

    Grid VCA可以让很多应用发生翻天覆地的变化，他将运算能力置于云端，用户只需保有最基本的呈现端即可很好地完成包括虚拟定制展示、动态快速预览或者远程快速图形渲染等工作。keynote现场进行了奥迪虚拟展厅应用的演示，无论更换车体颜色、车身配置还是车内装饰，用户都可以以平板电脑这样低运算能力的客户端直接完成奥迪整车定制的结果实时呈现，这一特性完全依赖于Grid VCA进行的云端实时渲染。

Grid VCA应用

远程渲染展示

渲染实例——少年派中的老虎

Grid VCA收费标准

    Grid VCA带来的一大改变，在于远程渲染及其他生产活动的便捷性。keynote现场请到了两位来自洛杉矶的导演及视觉工程师，他们的公司是首批Grid VCA的用户，办公地点位于洛杉矶市，距离GTC大会现场所在的圣何塞市路程有数百公里之遥，但两位嘉宾通过Grid VCA的云计算能力在会场通过两台苹果笔记本电脑轻松的完成了负载极高的一段《变形金刚》电影中CG片段的实时渲染。Grid VCA的这种强大的云计算特性，将会在未来改变图形渲染工业以及更多领域的应用环境和发展前景。

老黄今年的各色“糖果”依旧诱人

    以上就是黄仁勋在今年的GTC大会上为我们准备的“糖果”。不难看出，NVIDIA已经在传统的桌面图形领域之外完成了包括大数据处理、云计算、智能移动平台以及汽车工业等等多个领域的布局,Volta、Parker、Grid VCA、大数据处理加速、云计算……这一系列的新技术及新应用都给我们留下了深刻的印象。还有什么更加新奇的应用以及精彩的未来将会到来？NVIDIA能否控制如此庞大而且潜力无穷的全新市场领域？这一切的答案就交给时间来为我们回答吧。