英偉達瞄準自動(dòng)駕駛 為元宇宙賽道“筑路

什么是“AI工廠(chǎng)”？

在未來(lái)會(huì )有一個(gè)了解你，能幫你推薦藥物、讀物、治療方案等的模型，這個(gè)必須在輸入數據和輸出模型之間反復訓練?，F在你已經(jīng)可以看到很多這樣的互聯(lián)網(wǎng)AI工廠(chǎng)，而以后每家公司都會(huì )有AI工廠(chǎng)，因為每家公司從根本上說(shuō)所做的都是智能。

另一個(gè)角度來(lái)看，這是一種新型的數據中心，“它已經(jīng)無(wú)處不在，但這只是開(kāi)始”。企業(yè)客戶(hù)正積極處理、提煉數據，開(kāi)發(fā)AI軟件，逐步轉化為智能制造商。當前，AI科技正“朝著(zhù)各個(gè)方向飛速向前。

為了實(shí)現上面所描述的目標，GTC大會(huì )介紹了基Hopper架構的英偉達H100，號稱(chēng)是為全球AI基礎設施打造的新引擎，H100目前已經(jīng)投入生產(chǎn)，預計從第三季度起正式供貨。

Hopper的技術(shù)突破，包含新的Transformer引擎，模型訓練周期將由幾周縮短至數天，瞄準圖形處理和人工智能兩大賽道，能夠在不損失準確性的前提下實(shí)現6倍網(wǎng)絡(luò )加速性能。

小趣聞：H100的新一代Hopper架構以“計算機軟件工程第一夫人”Grace Hopper命名。Grace Hopper是計算機科學(xué)的先驅之一，發(fā)明了世界上第一個(gè)編譯器 —— A-0系統。1945年，Grace Hopper在Mark Ⅱ中發(fā)現了一只導致機器故障的飛蛾，從此“bug” 和 “debug” (除蟲(chóng)) 便成為計算機領(lǐng)域的專(zhuān)用詞匯。

基于H100推出的最新DGX H100計算系統，是常見(jiàn)的配備8塊GPU。但DGX H100系統在FP8精度下達到32 Petaflop的AI性能，比上一代DGX A100系統高了6倍，900GB/s的GPU連接速度接近上一代的1.5倍。

另外還有在DGX H100基礎上搭建的Eos超級計算機，又創(chuàng )造了AI超算性能世界第一，其18.4 Exaflops的AI計算性能比日本“富岳”（Fugaku）超級計算機快了4倍。Eos配備了576個(gè)DGX H100系統，用了4608塊H100。在傳統科學(xué)計算，算力能達275 Petaflops ，第一名富岳是442 Petaflops。

下一個(gè)進(jìn)化方向：Omniverse

在去年4月英偉達舉辦的GTC峰會(huì )上，其最為熱議的標志性事件就是14秒的“數字替身”。不僅人是替身，黃仁旭身上的標志性皮衣、帶壁爐的廚房以及桌上的所有物件，都是通過(guò)軟件技術(shù)渲染出來(lái)的仿真畫(huà)面。這14秒不僅是英偉達Omniverse的宣傳，更是對元宇宙賽道的主動(dòng)覆蓋。

Omniverse是基于英偉達光線(xiàn)追蹤GPU和皮克斯的USD（Universal Scene Description）數據格式的實(shí)時(shí)圖形和仿真模擬平臺，可進(jìn)行3D虛擬世界實(shí)時(shí)模擬和協(xié)作。

這不是一個(gè)娛樂(lè )項目，黃仁勛為Omniverse描述的未來(lái)圖景是成為“以行動(dòng)為導向的AI”的組成成分。什么意思呢？以NASA舉例，半個(gè)世紀之前，阿波羅13號登月計劃遭遇意外。為了拯救機組人員，NASA的工程師們決定在地球上建造一個(gè)乘員艙模型、探索可行的救援辦法。

Omniverse的目的并不是構建元宇宙本身，而是提供建設元宇宙的平臺和工具。數字孿生也可以理解為在虛擬空間重現物理世界，簡(jiǎn)稱(chēng)“造世界”。數字孿生的思路相當于對此進(jìn)行規模擴展，創(chuàng )造出一個(gè)與物理世界連通的虛擬世界。

例如愛(ài)立信就將自身多年的無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò )仿真專(zhuān)業(yè)知識整合到Omniverse中，通過(guò)構建城市規模的數字孿生，幫助準確模擬5G基站與環(huán)境之間的交互作用，從而更大程度地提高性能和覆蓋率。寶馬集團也早已采用Omniverse來(lái)設計整個(gè)工廠(chǎng)，實(shí)現端到端的數字孿生。寶馬全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )中的數千名規劃師、產(chǎn)品工程師、設備經(jīng)理和精益專(zhuān)家能夠在同一個(gè)虛擬環(huán)境中進(jìn)行協(xié)作，在工廠(chǎng)實(shí)際建成或集成新產(chǎn)品之前，對極其復雜的制造系統進(jìn)行設計、規劃、工程、模擬和優(yōu)化。

Omniverse軟件專(zhuān)為構建數字孿生而生，助力元宇宙基建落地，生態(tài)初具雛形。英偉達認為Omniverse的意義在于創(chuàng )造全新的3D內容協(xié)作方式、真實(shí)場(chǎng)景的數字孿生以及為機器人創(chuàng )建模擬訓練環(huán)境以降低試錯成本。目前，Omniverse在全球3D設計和DCC用戶(hù)內滲透率預計已達1%，預計Omniverse用戶(hù)將在5年內突破300萬(wàn)，帶來(lái)每年50億美元以上訂閱收入。

此次GTC上英偉達還發(fā)布了首款元宇宙服務(wù)器OVX。OVX系統將成為Omniverse數字孿生的運行載體，負責在同一時(shí)空內為多個(gè)自主系統運行大規模模擬，骨干在于其網(wǎng)絡(luò )結構，這一結構的實(shí)現源自此次公布的英偉達Spectrum-4高性能數據網(wǎng)絡(luò )基礎設施平臺。為了讓更多用戶(hù)能夠訪(fǎng)問(wèn)Omniverse會(huì )上公布了Omniverse Cloud，現在只需點(diǎn)擊幾下，協(xié)作方就能接入云端、參與到Omniverse當中。

英偉達布局自動(dòng)駕駛領(lǐng)域

在中國有句老話(huà)：“要想富，先修路?！爆F實(shí)生活中交通的高效運行會(huì )提高人流、物流等生產(chǎn)要素的流通效率，進(jìn)而助力整個(gè)經(jīng)濟系統的發(fā)展。

早在2015年，英偉達就推出了NVIDIA Drive系列平臺，賦能自動(dòng)駕駛生態(tài)。此后幾乎是每年英偉達都要更新一至兩次Drive平臺，每隔兩年發(fā)布一款車(chē)規級SoC芯片，不斷拉升算力水平。

英偉達DRIVE自動(dòng)駕駛汽車(chē)系統在本質(zhì)上就屬于“AI司機”。作為新一代電動(dòng)汽車(chē)、機器人出租車(chē)、穿梭巴士與貨運卡車(chē)自動(dòng)駕駛引擎的集中式AV與AI計算機英偉達Orin，將在本月內開(kāi)始發(fā)貨。

此次公布的還有Hyperion 9，相比目前的第8代平臺，最明顯的改變是支持感知硬件數量大幅度提升，其中包括車(chē)外部分14個(gè)攝像頭、9個(gè)毫米波雷達、3個(gè)激光雷達以及20個(gè)超聲波雷達；車(chē)內部分，可支持3個(gè)攝像頭以及1個(gè)毫米波雷達。這意味著(zhù)Hyperion 9的性能兩倍于第8代平臺，并且將支持L3級自動(dòng)駕駛和停車(chē)場(chǎng)L4級泊車(chē)功能。

Hyperion 9所采用的是Atlan芯片。Atlan芯片在GTC 2021大會(huì )上推出，在現有Orin芯片基礎上對整體芯片架構進(jìn)行了大變革，將集成Grace-Next CPU、Ampere-Next GPU單元，首次集成Bluefield 數據處理單元（DPU），起到協(xié)助AI運算、加強自動(dòng)駕駛能力的作用。

雖然英偉達還沒(méi)有公布各模塊具體的核心參數，但在算力方面，Atlan芯片的目標算力是1000TOPS，Orin芯片的算力水平是254TOPS，提升了3倍左右。在交付時(shí)間方面，英偉達Atlan芯片的交付時(shí)間預計在2025年，Hyperion 9自動(dòng)駕駛平臺的交付時(shí)間預計在2026年。

自動(dòng)駕駛所需的“神經(jīng)”與“大腦”之外，GTC開(kāi)發(fā)者大會(huì )上宣布的Drive Map是一個(gè)地圖平臺，旨在加速L3和L4自動(dòng)駕駛汽車(chē)的到來(lái)。該平臺基于創(chuàng )業(yè)公司DeepMap的技術(shù)，該公司去年被英偉達收購，DeepMap在過(guò)去六年中一直在開(kāi)發(fā)用于自動(dòng)駕駛車(chē)輛的高精度地圖。

DRIVE Map將擁有兩個(gè)地圖引擎，分別對應真值測繪地圖（DeepMap）引擎與眾包車(chē)隊地圖引擎。兩個(gè)地圖引擎能滿(mǎn)足不同功能所需，在數據精度與數據新鮮度、規模程度上取得兩全其美的效果。

定位方面，DRIVE Map包含攝像頭、雷達和激光雷達傳感器三層定位層，攝像頭定位層由司機在導航時(shí)看到的相同細節組成，如車(chē)道分隔線(xiàn)、道路標記、道路邊界、交通燈、標志和電線(xiàn)桿等。雷達定位層是雷達回波的聚合點(diǎn)云，用于確定自動(dòng)駕駛車(chē)輛的精確位置。雷達數據則在低光照條件和雨霧等惡劣天氣條件下運轉，AI能夠根據雷達掃描發(fā)現的周?chē)矬w進(jìn)行定位，激光雷達體素層則能以5厘米的高分辨率構建3D世界。

英偉達計劃在2024年底前，對北美、西歐、亞洲的主要道路完成DRIVE Map的創(chuàng )建，公路總里程將達到50萬(wàn)公里。DRIVE Map所生成的數據，將導入到NVIDIA Omniverse中，在虛擬世界中構建數字孿生體，用于訓練自動(dòng)駕駛引擎。

英偉達在汽車(chē)圈客戶(hù)大致可以分為三類(lèi)：

1. 造車(chē)新勢力，包括蔚來(lái)（ET5、ET7）、小鵬（P5、P7、G9）、理想（X01）、威馬（M7）、上汽智己、R汽車(chē)、FF、Lucid Group等；

2. 傳統車(chē)企，包括比亞迪、奔馳、捷豹路虎、沃爾沃、現代、奧迪、路特斯等；

3. 自動(dòng)駕駛公司，包括通用Cruise、亞馬遜 Zoox、滴滴、沃爾沃商用車(chē)、Kodiak、圖森未來(lái)、智加科技、AutoX、小馬智行、文遠知行、元戎啟行等。

英偉達定位服務(wù)L3及以上的智能駕駛，作為GPU的發(fā)明者，在汽車(chē)主控芯片的GPU市場(chǎng)處于壟斷地位，常年保持70%的市場(chǎng)占有率。

英偉達制定了路線(xiàn)圖，以實(shí)現一萬(wàn)億美元的收入。1000億美元可能來(lái)自游戲，3000億美元來(lái)自芯片和系統，1500億美元來(lái)自AI企業(yè)軟件，1500億美元來(lái)自Omniverse企業(yè)軟件，3000億美元來(lái)自汽車(chē)行業(yè)。

英偉達的汽車(chē)業(yè)務(wù)有三個(gè)組成部分：用于自動(dòng)駕駛的Drive軟件堆棧，車(chē)載硬件以及用于管理、培訓和模擬的數據中心基礎架構。

軟件代表了3000億美元汽車(chē)機會(huì )的絕大部分，每輛車(chē)的軟件內容在車(chē)輛的整個(gè)生命周期內可能達到數千美元，而硬件則為數百美元。其次，軟件可以根據車(chē)輛的安裝基礎進(jìn)行擴展，而不是年產(chǎn)量。

例如，英偉達正在幫助汽車(chē)制造商提供Netflix風(fēng)格的訂閱服務(wù)，以實(shí)現自動(dòng)駕駛等功。這些服務(wù)為OEM廠(chǎng)商提供了一個(gè)令人興奮的機會(huì )來(lái)改變他們的商業(yè)模式，就像我們看到特斯拉用他們的Autopilot軟件所做的那樣。

與自動(dòng)駕駛芯片相比，新勢力等車(chē)企并不愿意直接搭載英偉達的計算平臺，而是選擇Tier 1來(lái)代工，自己搞定軟件和算法，英偉達計算平臺的客戶(hù)也并不多。英偉達將持續面臨著(zhù)兩大挑戰。

其一，暫時(shí)排在英偉達身后的競爭者們，將繼續奮力追擊，尋找任何能夠突破的市場(chǎng)。例如，國產(chǎn)自動(dòng)駕駛芯片黑馬地平線(xiàn)，已經(jīng)與多家國產(chǎn)汽車(chē)廠(chǎng)商達成合作，從中低端市場(chǎng)切入，試圖從下向上擊穿市場(chǎng)。

其二，車(chē)企的自我革命，一部分車(chē)企以特斯拉和蘋(píng)果公司為榜樣，已經(jīng)把自研芯片提上日程。理想汽車(chē)總裁沈亞楠就曾談到車(chē)企布局芯片的邏輯，他表示車(chē)企首要先掌握域控制器的硬件能力、再掌握操作系統的能力，進(jìn)而去開(kāi)發(fā)一顆好的芯片。

根據該公司首席執行官黃仁勛最近的言論，英偉達顯然正在考慮轉向英特爾制造其芯片。然而，他也指出，根據路透社的一份新報告，代工討論需要很長(cháng)時(shí)間，因為它們涉及整合供應鏈。

就目前而言，臺積電 ( TSMC ) 負責制造英偉達的大部分芯片。然而，臺積電也為AMD、蘋(píng)果、博通、聯(lián)發(fā)科和許多其他大公司制造芯片。

電話(huà)中的記者問(wèn)黃是否擔心與英特爾這樣的競爭對手合作，他說(shuō)與行業(yè)合作伙伴合作是公司的關(guān)鍵，并且與英特爾合作了很長(cháng)時(shí)間。事實(shí)上，“英特爾多年來(lái)一直知道我們的秘密，”他說(shuō)。