NVIDIA “恶补”显卡这门课
时间:2019-05-12 21:17 来源:百度新闻 作者:巧天工 点击:次
凭借 AI 人工智能，这家显卡公司的股价在过去的三年飙涨至少 10 倍，并在 2018 年 10 月创下股价历史最高点——每股 289.36 美元，市值一度超过 IBM 和麦当劳。 然而高潮过后，滑铁卢式的股价大跌让 NVIDIA 不得不面对现实，显卡始终是其主要收入来源，AI 也并不能让其摆脱 " 显卡公司 " 的标签。 随着 AI、挖矿、数字货币热潮的褪去，NVIDIA 也 " 冷静 " 下来，AI 是未来，这固然重要，但是显卡在 NVIDIA" 心 " 中的地位依旧不可撼动，全球第一显卡厂商 NVIDIA 开启了显卡在游戏领域的新一轮布局。
老黄的未来 光线追踪技术深度解析 2018 年 8 月，新一代 Turing 图灵架构显卡在德国科隆游戏展前首次亮相，老黄（NVIDIA 创始人兼 CEO 黄仁勋）手中拿起了他的全新 " 核弹 " —— RTX 2080Ti。
图灵架构桌面级显卡全家福 随后的日子里，NVIDIA 陆续推出了搭载图灵架构的 RTX 2080/2080Ti、RTX 2070、RTX 2060、GTX 1660/1660Ti、GTX 1650 桌面级显卡，以及 RTX 2080、RTX 2070、RTX 2060、GTX 1660Ti、GTX 1650 移动端显卡。 提起新一代图灵架构显卡，就不得不提老黄的 " 光追大计 "。自首次提出后，" 光线追踪 " 便成为了显卡和游戏行业的高频词汇，" 光追是未来 " 似乎已经成为了一个肯定的结论。 什么是光线追踪？目前网上对于它的相关解释已经非常多了，从实际游戏角度来说光线追踪是一种能够有效改善 / 提升游戏画面品质的技术，能够为游戏玩家提供更加真实的光影效果，沉浸感更强，其直观效果有点类似 HDR 技术，而光线追踪与 HDR 的结合也将成为未来游戏硬件的最优解决方案之一。
为了让现阶段用户更好享受光线追踪带来的游戏增益，NVIDIA 同时推出了两项核心技术 RT Core 和 DLSS，RT Core 简单来说是 NVIDIA 专为光线追踪打造的一个处理核心，其可以让游戏画面发生质的改变，但对硬件性能要求很高；而 DLSS 是在硬件性能无法达到要求时提供的 AI 算法优化，通过 Tensor Core（张量计算核心，针对 AI 深度学习）提升游戏性能，二者互补。 RT Core：专为光线追踪计算服务 NVIDIA 方面表示，此前不支持光线追踪时，显卡是不需要提供与光线追踪相关的 BVH（Bounding Volume Hierarchy）算法的，因此以前光线追踪方面相关的算法都是通过 CUDA 核心来实现的；而如今，光线追踪的加持会让这部分算法量级显著增加，成为显卡核心中的重点之一，NVIDIA 为此专门设计了 RT CORE 来完成这项工作。 在游戏的 3D 世界中，每一个物体都是由三角形组成的（3D 世界中，三角形是最基本的图形），RT Core 要去计算光线和三角形的交汇点，并判断光线如何反射。同时，在自然界中光线数量是无数条的，而计算机不可能完全模拟现实世界的光影，但它却会尽可能模拟更多的光线，只有当光线数量足够多的时候，最后输出的游戏画面才会越平滑，噪点也会越少。此外，这其中还会融入很多 AI 降噪技术以实现更接近现实世界的光影。 每个游戏光线追踪的应用效果都不同 值得一提的是，光线追踪在不同游戏中的应用效果是不一样的，" 我们现在其实是一个混合渲染 "，NVIDIA 方面强调，" 有部分场景应用了光线追踪反射（高级反射和普通反射，其中高级反射会反射很多次，需要更大的计算力）、阴影的效果，但是有些地方还是用以前传统的光栅化方式，拥有很多不同的模式。我们追求的是画面显示效果和最终性能的平衡，在不同游戏中游戏开发商也可以选择加入不同光线追踪的效果，每一个游戏都不太一样。"
不同光线追踪效果的应用往往影响游戏对于显卡性能的要求，目前 NVIDIA 提供的主要光线追踪效果包括全局光照、反射、阴影、环境光遮蔽等，其中全局光照能够把整个游戏场景渲染得更逼真，也是对显卡性能要求是最高的光线追踪效果。 已经上市的几款支持光线追踪的游戏中，《地铁：离去》采用的便是全局光照，这是目前光影效果营造比较好的游戏之一，但是对于硬件性能要求也极高。"GTX 显卡基本运行不了，GTX 1080Ti 只有 16 帧，而 RTX 2060 则可以跑到 30 帧以上，可以运行 "，NVIDIA 产品经理解释道。 《战地 V》融入的光线追踪效果只是反射（包括高级反射），其展现的效果包括水面、汽车、以及武器上的反射等；而《古墓丽影：暗影》只采用了阴影，虽然阴影的计算量也很大，但是其带来的直观感受并没有反射那么震撼，这也是很多游戏玩家表示其光影效果展示并不是很好的主要原因。而即将支持光线追踪的《原子之心》则采用了反射和阴影两大效果。
NVIDIA GTC 2019 上，老黄宣布，未来将有更多显卡支持光线追踪，包括此前帕斯卡架构的 GTX 显卡 从目前 NVIDIA 提供的解决方案来看，针对多重复杂光线追踪效果和光线数量较多的游戏，NVIDIA 推荐显卡为 RTX 2060 及以上，而对于基础光线追踪效果或者光线数量较少的游戏，NVIDIA 推荐显卡则为采用帕斯卡或图灵架构的 GTX 显卡，以及 VOLTA 架构的 TITAN V 显卡。而 DLSS 技术也将帮助一些性能不足的显卡提供光线追踪方面的优化。 DLSS（深度学习超级采样）：性能不足时的补偿 对于 DLSS，NVIDIA 给出的解释是，DLSS 的收益是和游戏帧数成反比的，当显卡的性能较差时 DLSS 会提供更好的效果。简单来说，DLSS 是 NVIDIA 针对硬件性能不足时提供的一种 AI 算法优化。 举个例子，一款游戏在 2K 分辨率开光线追踪后的游戏帧数只有 30 帧，无法流畅有运行，此时开启 DLSS 后显卡会将游戏原始的分辨率降低以提升游戏帧数，并通过 Tensor Core 把降低的这部分分辨率补回来，最终实现性能提升。
NAS：更节省 Shader 资源的图像渲染 (责任编辑：波少) |
