算力引领未来:终于等来了NVIDIA更为强大的 Ampere 架构专业显卡

10月28日 15:13

编者注:文章末尾有惊喜


就在月初,图形显卡制造商 NVIDIA正式发布了基于 Ampere 架构的专业图形显卡:面向工作站的 NVIDIA RTX A6000 和面向服务器的 NVIDIA A40。对于处于行业变革期的影视行业来说,这系列显卡来的太及时了。

2020年 10 月 5 日,NVIDIA CEO 黄仁勋在发布会现场


以法国物理学家安培名字命名的第八代 GPU 架构,被称为是 NVIDIA 产品史性能飞跃最大的一次。相比于 2018 年发布的、具有划时代意义的 Turing 架构产品,新一代产品采用了全新RT Core、Tensor Core和CUDA Core加速图形、渲染、计算和AI,更强大的计算能力能帮助专业人士应对多种挑战,并解决从台式机到数据中心的企业工作负载问题。

NVIDIA RTX A6000 产品图


说到性能,拿几个数据来说可能会更直观一些。Ampere 架构的 GPU 的核心技术之一是光线追踪技术,NVIDIA RTX A6000使用了84个第二代RT Core,最高可提供2倍于上一代的吞吐量,以及并行光线追踪、着色和计算功能;配备的336 个第三代Tensor Core ,最高可提供5倍于上一代的吞吐量,并支持全新TF32和BF16数据格式,结合稀疏运算特性提供10倍加速性能;10752 个全新CUDA Core,最高可提供2倍于上一代的FP32吞吐量,能够显著提高图形和计算能力。


基于 NVIDIA Omniverse平台的 RTX 实时渲染演示视频




内存方面,单个GPU可提供48G最大内存,通过NVLink连接两个GPU可以扩展到96GB,满足更多渲染存储需求;使用的PCIe Gen 4规格接口,能提供2倍于上一代的带宽,加速Lenovo ThinkStation P620等PCIe Gen 4服务器和工作站中数据密集型工作负载(如数据科学、混合渲染和视频流)的GPU数据传输;同样,这系列显卡也支持通过添加NVIDIA虚拟工作站等NVIDIA虚拟GPU软件,为远程用户提供针对图形工作负载和强大虚拟工作站实例的大规模支持,赋力高端设计、AI和计算工作负载的更大规模工作流程。


有了强大的性能,有契合的应用场景才能将性能发挥出来。看到Ampere 架构显卡发布的消息后,预感它们会在影视制作和人工智能领域有非常大的“用武之地”。




行业技术发展需要更专业的显卡渲染能力


在好莱坞,一直都有NVIDIA GPU身影,毕竟NVIDIA Quadro GPU已连续12年为每届奥斯卡提名影片带来震惊四座的视觉效果。NVIDIA 和皮克斯、工业光魔等行业领袖一直有深度合作,主流的动画和视效软件也都支持 NVIDIA GPU 加速渲染。著名视效公司DigitalDomain数字王国在上周的一篇推送中,也提到了数字王国在制作漫威角色“灭霸”等虚拟人的过程中,得益于NVIDIA Quadro RTX GPU以及NVIDIA机器学习解决方案,完成预渲染到实时渲染的升级,也提升了制作效率和质量。


至于文章一开始提到说影视行业正处于变革期,是近两年真人动画、虚拟制作、8K/12K、HDR等新技术和制作手段层出不穷,对渲染和显示效果都提出了新的要求。


迪士尼的《狮子王》是真人动画电影的一次开创性尝试,其视觉特效总监Rob Legato和虚拟制作总监Ben Grossmann通过 NVIDIA Qudaro GPU将传统真人剧组转移到虚拟现实中的CG环境而开创了视效新局面。Robert Legato 表示:“渲染是快速转场和创意迭代的杀手。就像在真人电影拍摄现场一样,你需要全局照明和光线追踪以进行实时反馈和微调整,而这就是NVIDIA Quadro显卡所提供的。”而基于Ampere 架构的NVIDIA RTX A6000,将会更加胜任高质量、高效率的渲染,能为更多想尝试真人动画电影的电影人提供有力技术支持。

《狮子王》幕后,图片来自迪士尼


拍完《狮子王》,迪士尼又利用虚拟制作技术完成了星战衍生剧集《曼达洛人》,从而让虚拟拍摄这一拍摄方式为更多电影人所知。而NVIDIA RTX系列显卡是虚幻引擎实现实时光线追踪渲染的必备硬件,而光线追踪算法也革命性地提升了虚幻引擎渲染效果,使之越来越接近传统离线光线追踪渲染的画质。虚拟拍摄需要用到的大量 LED 屏,NVIDIA Quadro Sync 多屏同步技术能实现生产级别的帧同步,这也是高质量制作必不可少的一环。


而对于高分辨率素材的剪辑、高动态范围的显示,对于“世界上最强大的台式机工作站视觉计算GPU” NVIDIA RTX A6000 来说更是不在话下,可以实现 8K HDR 素材的实时剪辑。通过和摄影机厂商、后期软件厂商的合作,NVIDIA 在前两年已经启动了RED 8K R3D RAW 实时渲染的探索。Blackmagic Design总裁Dan May则表示他们在NVIDIA RTX A6000上测得的性能明显优于上一代GPU,其48 GB主内存极大地增强了Blackmagic RAW 8K和12K摄像机工作流程,实现了流畅的编辑和调色性能。


除了更有质感更逼真的渲染效果、更快的渲染速度,NVIDIA 还有基于RTX的3D工作流程仿真模拟、协作和渲染平台Omniverse 。疫情改变了内容创作和消费的方式。如今,全球各地的团队通常要共同协作,远程处理高清内容,使用多个工作负载并且需要大量计算资源。Omniverse用户无需费力地导入和导出数据,便可跨应用开展实时3D工作流程协作,借助NVIDIA RTX实现极高保真度的渲染。




人工智能趋势需要更强大的显卡计算能力


除了传统意义上的影视制作技术的变革,人工智能给创作带来的影响也不容小觑,甚至有可能成为趋势。而说到人工智能,大多数人第一印象可能是智能机器、自动驾驶和科学研究。结合到影视制作,其实 NVIDIA 已经开始了大量的人工智能尝试,性能强悍的NVIDIA RTX A6000和NVIDIA A40 GPU,将为AI、VR/AR和计算工作提供有力负载。

NVIDIA 在 AI 领域的探索



以图像增强技术而闻名的Topaz Labs公司,开发了一系列用于视频/照片无损放大、智能抠图、智能 HDR 渲染、智能降噪、智能锐化的工具。Topaz Labs使用NVIDIA Tensor Cores来训练他们的神经网络,当客户使用该应用程序时,可以在GPU上加速AI流程,以简化工作流程并获得出色的结果。让人工智能变的更加便捷和触手可及,不再是遥远的想象或者冰冷的机器。


NVIDIA AI 人工智能技术在影像这块走在很前沿,NVIDIA AI系统可以将普通视频转变为高质量的慢动作,将标准的30fps视频转换为高质量的慢动作,看起来用高速摄像机以更高的帧速率拍摄。而在 2019 年的 GTC大会上,NVIDIA展示了可以将简单涂鸦同步转换成精美风景照的 AI技术。在收集了超过100万张图片作为数据基础后, NVIDIA使用深度算法让AI进行学习,最终能够在像素级的精度上分析图像,分割,并生成新的图片,还可以调整场景,元素构成,甚至还可以根据这些内容调整光照。


传统动画制作中,如何让角色动作、嘴型和配音演员的声音很好地匹配上是个不小的挑战。 通过NVIDIA Omniverse Machinima平台,让艺术家能从支持的游戏和第三方资产库中导入资产,然后利用基于NVIDIA人工智能的姿势估计器和新的Audio2Face技术自动制作角色动画,创造出全新的艺术形式。

而当然了,以上只是影像领域部分结合 AI 技术的实例,还有图片 2D 转 3D 或者生成景深、异形屏同步画面显示等领域的应用。而如果拓展到更广泛的民用和科学领域,人工智能技术有更为广泛的应用场景。


经过数十年不断的研发和技术积累,作为 GPU 发明者的NVIDIA ,已经从图形显卡制造商渐渐演变成人工智能计算的引领者,显卡和显卡带来的计算能力是其中重要的组成部分。


如果说在专业影视制作领域,NVIDIA GPU 能解放专业艺术家们的生产力,那在影像领域人工智能的探索,NVIDIA 则可以让更多普通人享受影像、图像带来的乐趣和便捷,而这两个领域的边界也将会随着技术的发展和普及,变得彼此融合。


所以,身处行业和技术发展的变革期,从业者和企业负责人们是时候通过新技术完成制作升级和对未来进行规划了。


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