英伟达用算力征服元宇宙

元宇宙概念在2021年得到莫大的关注。社交巨头Meta宣布在接下来5年转型成一家元宇宙公司，且每年以50亿美元的规模持续投入建设开发元宇宙。腾讯投资的元宇宙概念股Roblox在美国上市后如今市值达614亿美元。

元宇宙的谷歌热度趋势

Roblox股价走势

而如今，芯片巨头英伟达（NVIDIA）也将进军元宇宙，宣布未来将打造元宇宙的基建。

今年4月，英伟达宣布，将推出面向企业的实时仿真和协作平台Omniverse ，一个被称为“工程师的元宇宙”的虚拟工作平台。巨头们都在元宇宙领域有着大动作，竞争逐渐进入白热化。

11月9日，英伟达召开的GTC （GPU Technology Conference）2021大会发布了用于3D工作流程的虚拟世界模拟和协作平台NVIDIA Omniverse，允许让创造者在物理精确模拟或3D渲染中进行实时协作。在1小时30分钟的新品发布会中，英伟达首席执行官黄仁勋也展示了虚拟形象Toy-Jensen。

Omniverse平台设有Omniverse Avatar和Omniverse Replicator两个系统。当中，Omniverse Avatar是用于生成交互式AI化身的技术平台。它集合了英伟达在语音AI、计算机视觉、自然语言理解、推荐引擎和模拟技术方面积累的技术，为创建人工智能助手打开了大门，可以帮助处理数十亿的日常客户服务互动。Omniverse Replicator则是一种合成数据生成引擎，可以基于现有数据持续生成用于训练的合成数据。

在此发布会结束后，英伟达股价“乘坐”元宇宙的东风，冲破了323美元，创历史新高，市值站上7800亿美元，稳居全美第七。

在英伟达的GTC 2021大会中，最大的亮点莫过于展示了黄仁勋为模板的虚拟形象Toy-Jensen。在展示中，黄仁勋化身的虚拟形象，可以很流利地与人进行交流。该虚拟形象主要使用英伟达推出的Omniverse Avatar平台来实现。虚拟形象Toy-Jensen也使用了目前业界规模最大的预训练自然语言处理模型Megatron 530B，而且还“借用”了黄仁勋自己的声音、形象和讲话姿态，并且整个人也带有光线追踪特效，连眼镜随着光线变化而产生的反光都能精准捕捉到。

英伟达虚拟形象Toy-Jensen

在演示时，人们还向它提出了气候变化、天文学以及生物蛋白质等高难度问题，虚拟形象Toy-Jensen都回答得行云流水。在展示中所有虚拟形象所有的动作都是实时生成的，和预先渲染是完全不同的概念，这些都需要消耗极大的算力。

虚拟形象Toy-Jensen让人们见识到了Omniverse的惊人算力。黄仁勋表示，他们将会在各个行业推进AI的发展。相比起Facebook偏向办公化和娱乐化的元宇宙，英伟达以Omniverse平台为核心的元宇宙更偏向于去构建一个与现实世界等比存在的虚拟世界，除了游戏和娱乐外，建筑、工程与施工，制造业，超级计算等行业都是涉猎范围。去年Omniverse测试版本上线后，该平台就已经与宝马、爱立信、福斯特建筑、WPP等众多大型企业建立了合作关系。

英伟达的元宇宙之所以更能让人信服，就在于他们的强项就是解决算力问题。英伟达的Omniverse Avatar平台，就是强大算力的最好说明。该平台为创建几乎可以部署在任何行业的虚拟助手打开了大门。英伟达设想该技术可以帮助进行广泛的客户服务交互，例如餐厅订单、预约和预订、银行交易等。

英伟达于2020年10月推出Omniverse测试版，超过17,000名客户进行了测试体验，包括宝马、爱立信、沃尔沃、Adobe、Epic Games在内的众多公司都正参与Omniverse合作。Omniverse是专为虚拟协作和物理属性准确的实时模拟打造的开放式平台，被称为工程师的元宇宙。工程师们可以在其中进行机器人、汽车、工厂等各类事物的模拟制作。用户和团队可以在共享的虚拟空间中连接主要设计工具、资源和项目以协同进行迭代，创作者、设计师和工程师的复杂可视化工作流程也在发生转变。

宝马集团是第一家使用Omniverse设计整个工厂的端到端数字孪生的汽车制造商，Omniverse模拟出完整的工厂模型，包括员工、机器人、建筑物，装配部件等，让全球生产网络中数以千计的产品工程师、项目经理、精益专家在虚拟环境中进行协作，在真实生产新产品前，完成设计、模拟、优化等一系列复杂的过程，据称可以将效率提升30%。此外，沃尔沃利用Omniverse进行汽车设计。

宝马利用Omniverse改进其生产系统

来源：宝马集团官网

Foster + Partners 是一家具有传奇色彩的设计和建筑公司，曾设计过苹果公司的总部大楼和伦敦著名的圣玛丽艾克斯 30 号大楼（更广为人知的名称是“小黄瓜”）。该公司来自全球 14 个国家/地区的设计师在Omniverse 共享虚拟空间中共同创建建筑。

跨国网络和电信公司 Ericsson 使用 Omniverse 实时模拟 5G 波传播，在人口密集的城市环境中更大限度地减少多路径干扰。基础设施工程软件公司 Bentley Systems 正在使用 Omniverse 在平台上创建了一个 4D 基础设施数字孪生，用于模拟基础设施资产的结构，然后在整个生命周期监控和优化其性能。

在虚拟世界中进行实时协作的Omniverse以其高效、低成本特征，在各个领域得到大规模的快速应用，元宇宙在Omniverse的推动下率先在工业领域有了切实的落地。

以往在设计建筑物时，大部分都是以图纸为基础。而有了Omniverse平台后完全可以在虚拟平台设计出一个更接近真实的高精度立体设计图，在虚拟世界中实验成功之后，再回到现实世界中以更快速度的做完所有建筑工程。

沃尔沃利用Omniverse进行汽车设计

来源：英伟达官网

爱立信利用Omniverse模拟 5G无线网络

来源：爱立信官网

英伟达致力于打造工程师的元宇宙。我们可以看到Omniverse平台在许多行业例如汽车，电信，建筑等行业有着广泛的应用。英伟达的技术也已经得到了行业内的许多巨头使用。而这些工业上的建模都需要庞大的算力来执行。而英伟达的Omniverse平台则很好展示了其实力。

英伟达展示的生动虚拟形象也显示了其在算力上的巨大优势。如果说算力是阻碍我们开启元宇宙世界最大的技术难关，那么英伟达显然已经在算力方面做好了充分的准备。至少他们现在展现出的技术，以往从未有人达到过，并且一下子还让元宇宙这个遥不可及的概念，多了几分亲近感。

而实际上根据英伟达在GTC大会上的透露，Omniverse Avatar的应用不仅仅只是模拟 3D 动画。未来这些技术也会落地于智能汽车。例如，车辆可以安装更自然更好用的 AI 助理，不仅能够与车内人员进行交互，还会主动推荐更好的驾驶模式和行驶路线。

以上这些应用背后都需要庞大的算力支持。而元宇宙的建设仅仅只是英伟达积极提高算力的一个落地场景。可以说英伟达正在用最原始且暴力的方法，即利用算力征服元宇宙。

英伟达的优势在于算力。按照此思路，那么英伟达未来很可能继续进军VR/AR相关产业的芯片设计。

VR/AR是将元宇宙展示给人们看的技术。而此技术本质上考验的都是算力水平。例如区块链中非常火热的挖矿也和算力紧密挂钩。越强大的算力支持，就意味着能挖出更多的矿。如今来看，只有英伟达的显卡才能提供这种强有力的算力支撑。

此前2018年年初，GPU出现了前所未有的短缺，因为以太坊、比特币等挖矿热潮导致许多的矿工涌入进而导致了游戏显卡的短缺。为此，英伟达甚至实行“单用户限购2卡”的政策。与挖矿相似，元宇宙的建设需要做大量模拟真实的渲染，背后所需要的算力自然不言而喻。

仅仅只是挖矿就导致英伟达游戏显卡的短缺，那么未来如果元宇宙建成的话，对于显卡的需求会有多大？而如今芯片市场普遍没有计算元宇宙相关的芯片需求。此领域尚且是一个新兴的领域，英伟达在此时大举进军该领域可以利用其资源优势迅速建立起护城河，快速抢占此市场。一旦建立起技术壁垒，那么未来其他玩家想要进入此领域的难度系数就会大许多。

2021年第三季度芯片需求

来源：IDC

虽然近期元宇宙概念非常火热，甚至被认为是下一代互联网。但实际上，元宇宙相关的技术仍然非常缺乏。例如将元宇宙展示给人们的VR/AR技术仍然相对粗糙。虽然移动互联网萌芽于2000年，但直到2007年第一代iPhone这款杀手级产品出现时，移动互联网时代才真正开启。元宇宙的增长以及成为现实都需要一定的时间沉淀和发展。

那么为何如今的VR/AR技术仍然相对粗糙？其背后最大障碍就是算力缺乏。以Meta公司的Oculus Quest 2为例，这款产品显而易见的问题就是算力不够强大，整个产品也不够轻巧。而想要在VR/AR产品这么狭小的空间内提供高算力，这对芯片的要求非常高。算力不足够的VR/AR产品就会导致其精度非常低，看的画面相对模糊。想要构建一个真实感非常强烈的虚拟世界，那么提高VR/AR产品的显示精度就非常重要。

而如今VR/AR产品的芯片设计难度在于需要打造一款轻巧且算力足够强大的芯片。而未来随着元宇宙的持续发展，对于VR/AR产品的需求也会上升，其芯片需求自然也会水涨船高。作为芯片设计巨头，英伟达下一步很可能也会进军该领域的芯片设计市场。

作者| Chenglin Pua（马来西亚）

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