NVIDIA 放出 12 年来最大更新：全新图灵架构登场，全球首批即时光线追蹤 GPU 同步亮相

辉达（NVIDIA）CEO 黄仁勋（Jensen Huang）在 14 日 SIGGRAPH 2018 正式发表已曝光的新一代 GPU 架构 Turing（图灵）。同时，一系列基于图灵架构的 GPU 包括 Quadro RTX 8000、Quadro RTX 6000、Quadro RTX 5000 及 Quadro RTX Server、CUDA10 也共同亮相。

黄仁勋表示："图灵架构是自 2006 年 CUDA GPU 发明以来最大的飞跃，Quadro RTX 系列也是全球首批支援即时光线追蹤（Real Time Ray Tracing）的 GPU。"

图灵架构

黄仁勋说图灵架构为 NVIDIA 十多年来在电脑图形领域最重要的创新。这是很明确的标準，图灵架构是 NVIDIA 第八代 GPU 架构，使全球首款光线追蹤 GPU 成为可能，也是超过一万名工程师努力的成果。图灵架构搭载 RT 核心（RT Core）及全新张量核心（Tensor Core）。

RT 核心是专门即时光线追蹤的处理器，能加速计算 3D 环境下传递的光线和声音，据称即时光线追蹤能力提升到 Pascal 架构的 25 倍。张量核心是为深度学习训练和推断加速的处理器，支援每秒 500 兆次张量运算。这些新功能包括 DLAA（深度学习抗锯齿），以及去噪、解析度缩放和影片调速。这些特徴是 NVIDIA NGX 软体开发套件的一部分，全新深度学习技术堆叠可助力开发者透过预先训练的网路，轻鬆整合加速且增强的图形、照片成像和影片处理至应用。

NVIDIA 承诺图灵架构 GPU 模拟物理世界的能力将比 Pascal 架构提升 6 倍。

需要补充的是，RTX 光线追蹤技术（Ray-Tracing）是 NVIDIA 3 月发表的新技术，这项新技术能计算光线反射、折射、散射等路线，渲染出逼真的画面，可为游戏开发者提供电影级画质的即时渲染。更具体说，就是真实世界中，我们看到的 3D 物体被光源照亮，且光子可在到达观看者眼睛前从一个物体反弹到另一个物体。光线追蹤技术则反过来，透过观者眼睛（观景式照相机）反向追蹤光线捕捉这些效果，透过追蹤 2D 视表面每个像素光线的路径，并应用到场景 3D 模型。

即时光线追蹤技术过去只在影视作品的 CG 製作出现，一般是用几天时间，渲染出几帧动画，这个动画的阴影、金属和水面折射以及反射等都很逼真。

全球首批即时光线追蹤 GPU：Quadro RTX

黄仁勋在 SIGGRAPH 2018 同时带来全球首批支援即时光线追蹤的 GPU：Quadro RTX 系列。Quadro 是 NVIDIA 的专业级显卡，主要针对设计、特效、科学可视化等视觉计算工作。

基于图灵架构的 GPU 採用流式多处理器（SM）架构，新增与浮点资料路径并列执行的整数执行单元，以及频宽为先前架构两倍的全新统一缓冲区架构。结合可变速率着色等全新图形技术，图灵流式多处理器架构达成前所未有的单核效能水準。

新发表的 Quadro RTX 包括 3 款产品，为 Quadro RTX 8000、Quadro RTX 6000、Quadro RTX 5000，具 16T 单精準度浮点效能，每秒 10G GigaRays（GigaRays/sec，说明光线追蹤的效能），每秒 500TOPs 深度学习，支援 NVLink，每秒100GB，支援每秒 500 兆张量的作业。

核心面积增至 754 平方公厘，最大显存 48GB GDDR6，整合 186 亿电晶体，显存频率 14GHz，可达成硬体加速的 AI、光线追蹤和模拟。

现场，黄仁勋还展示几帧用 Quadro RTX 渲染《复仇者联盟：无限之战》里蜘蛛人跳起射蛛丝的画面。

Quadro RTX 系列新品的特徴包括：

RT Core 可做到物件和环境的即时光线追蹤，并物理上精确的阴影、反射和折射及全域光照。Tensor Core 可加速深度神经网路训练和推理。图灵流式多处理器（Turing Streaming Multiprocessor）架构有 4,608 个 CUDA core，可提供高达 16teraflops 的计算效能，并列运算每秒 16 万亿次整数运算，以加速模拟真实世界的物理模拟。先进的程式化着色技术可提高複杂视效和图形密集型工作体验。首次採用超快速的三星 16Gb GDDR6 记忆体，支援更複杂的设计、大量建筑资料集、8K 电影内容等。NVIDIA NVLink 可透过高速链路联通两个 GPU，将记忆体容量延伸至 96GB，并可透过高达 100GB/s 的资料传送，提供更高效能。提供对 USB Type-C 和 VirtualLink 硬体支援。增强型技术可提高VR应用效能，包括可变速率着色（Variable Rate Shading）、多视角渲染（Multi-View Rendering）和 VRWorks Audio。

据了解，3 款新 GPU 预计今年第四季发售，开发人员可透过新的 NVIDIA RTX（TM）存取 Quadro RTX，并提供一系列创意应用程式和工具，包括用于光线追蹤、AI、光域化和模拟 API。价格方面，Quadro RTX 8000 配备 48GB 记忆体，售价 10,000 美元；Quadro RTX 6000 配 24GB 记忆体，售价 6,300 美元；Quadro RTX 5000 配 16GB 内 2,300 美元 ESP。

Quadro RTX 伺服器

展示基于 RTX 的 Porsche demo 后，黄仁勋还发表 Quadro RTX 伺服器，将 Quadro RTX GPU 与明年第一季推出新 Quadro Infinity 软体结合，提供强大而灵活的架构，满足创意专业人士的需求。Quadro Infinity 将允许多用户透过虚拟工作站存取单个 GPU，进而显着提高资料中心的密度。

据悉，Quadro RTX 伺服器预装了内容建立和渲染软体，提供功能强大且易于部署的渲染解决方案，可从小型安装延伸到最大的资料中心，仅占 CPU 成本的四分之一渲染农场。

CUDA10

CUDA 是构建 NVIDIA GPU 加速的软体，与之前的版本相比，CUDA10 新特徴包括：

支援图灵架构。新增效能最佳化程式库，在 16-GPU 系统达成强大的 FFT 效能延伸。nvJPEG：用于混合 JPEG 处理的新程式库，单个和批量影像解码速度是原来 2 倍。CUDA / Graphics Interop：CUDA 和图形 API 之间的新互作业性。新的开发人员工具：用于追蹤，分析和除错 CUDA 应用程式的新 Nsight 产品系列工具。

软体层面，NVIDIA 还宣布开放 MDL。

当然，黄仁勋最后还表示从 Adobe（针对 Dimension CC）到皮克斯、Siemens、Black Magic、Weta Digital、Epic Games 和 Autodesk 等公司已签约支援新的图灵架构。看来这将让产品设计师、游戏设计师、建筑师的光线计算变得简单。