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虚拟现实技术芯片之战 VR核心处理器大揭秘

时间:2017-04-20 15:06:38  来源:http://www.kuleiman.com  评论:

   David Kosslyn和Ian Thompson是VR公司Angle Technologies的创始人。这个为时两年,获得800万美元资金支持的秘密项目一直没有揭开其神秘面纱。他们唯一公开的是,Angle正在以改变计算机硬件和软件之间关系的方式构建VR。当电脑或游戏机运行VR时,GPU芯片可以大大减轻主处理器的负担,其发挥的巨大作用超乎你的想象。

  GPU是图形处理器的英文缩写。这些芯片最初的作用是更好地渲染游戏和其他软件的图像。在Angle正在开发的虚拟世界中,GPU仍然扮演着重要的角色。但其作用已经超出了单纯的渲染功能。Kosslyn和Thompson正在将无数其他任务转移到这些芯片上,因为GPU并行计算功能十分强大,单个机器可以容纳数百个GPU芯片,并且在很大程度上,每个芯片可以独立运行。Kosslyn和Thompson说,这些芯片可以同时执行数百个任务,其速度极其惊人。

  

 

  当Kosslyn和Thompson刚开始构建虚拟世界时,他们用CPU执行了大部分任务,结果行不通。Kosslyn解释,当时他们用CPU创建一切新物体——树木、灌木丛、岩石以及模仿现实所需的任何其他东西。将每个物体加载到芯片中需要大约五分之一毫秒,但加载这么多物体,需要的时间太长了。

  “如果需要加载一千万个物体,你会被吓倒,那是一个巨大数量级的任务量。加载整个世界非常慢,”Kosslyn说,“我们当时在想:‘如果我们有一种快速并行处理这些独立的任务的方法就好了,’而这正是GPU的长处。”

  他们的方法只是硬件和软件领域转变这个趋势的一部分。几十年来,根据摩尔定律,个人计算机芯片的处理能力每18个月左右提高一次。但近年来,即使现代软件应用需求比以往任何时候都要更多,这一趋势已经开始放慢。

  Google的芯片工程师Norm Jouppi表示:“有人称之为摩尔定律的终结。我更喜欢称之为摩尔定律的‘退休’,因为它还没有完全终结,但肯定不会像以前适用性这么强。”因此,许多公司和编码人员已经开始将工作负载从主CPU转移到各种替代处理器上。

  这些变化已经在Google,Facebook,微软和亚马逊等公司的大型数据中心体现。由于他们的在线服务过于繁忙,CPU已经不足以处理所有任务,所以他们正在将主要的处理负载转移到GPU,或是FPGA可编程芯片,甚至定制芯片上,例如Jouppi在Google设计的AI处理器。神经网络和其他形式的人工智能通常是这种转变的驱动力。

  这种转变是如此之大,在全球芯片市场上引起了不小的波动。世界上最大的GPU公司Nvidia因此蒸蒸日上。还有英特尔,虽然不是以GPU著称,也花了数十亿美元收购了制造FPGA和各种AI芯片的公司。

  现在,正如Kosslyn和Thompson所展示的那样,这个趋势也推向互联网的另一端:个人电脑和游戏机。神经网络也在推动变革,但从长远来看,VR可能是更大的驱动力。使用VR过程中,大量数据的处理都发生在客户端,而不是数据中心。此外,VR必须是实时操作的。如果通过数据线发送数据将导致速度太慢,就会破坏效果。同样道理,通过客户端的主处理器来计算所需的时间也实在太久了。“有一些任务是CPU完全不能驾驭的。”Kosslyn说。

  对于Kosslyn和Thompson的虚拟世界来说,他们正在努力利用高端电脑和游戏机上可用的所有额外的GPU处理能力。Thompson说:“我们花了很多时间研究如何充分利用GPU除了渲染图形之外的其他功能。” 但是从长远来看,随着VR变得越来越受欢迎、更复杂,这可能会推动硬件销售商在电脑和游戏机里装入更多GPU。设备制造商还可以将GPU或其他替代芯片加入VR头显,以便它们在没有电脑或游戏机的情况下能正常使用。这种趋势还可能会渗透到智能手机,因为智能手机经常用于代替专用头显。

  Nvidia消费者版VR总经理Zvi Greenstein表示,他们公司将VR视为巨大的市场机遇。Kosslyn和Thompson提出警示,虽然用于GPU运行的代码构建工具仍处于未成熟阶段,但像Nvidia这样的公司正在努力改变这一点。

  英特尔VR和游戏总经理Frank Soqui则提出质疑,有多少VR开发人员真正把计算机的工作负载转移到GPU上。但请记住,GPU是英特尔主要竞争对手之一Nvidia的擅长领域。尽管如此,Soqui还是相信替代处理器的市场潜力。英特尔最近收购了一家名为Movidius的创业公司,该公司制造用来感知周围环境的专用芯片,如机器人和无人驾驶汽车等设备。Soqui表示,Movidius芯片还可以帮助VR头显处理现实世界中的情况,例如识别使用者的朝向。

  同时,微软已经为其Hololens AR眼镜打造了专门的处理器,以便设备随时精确捕捉动作。这也是计算任务从CPU转移到其他处理器的其中一个例子。

  结论是什么?像Kosslyn和Thompson这样的开发人员对于如何构建他们的软件必然有不同意见,但这只是变化的其中一个表现。这也意味着全球芯片市场的另一个转变——更进一步转向GPU和其他替代处理器。而且最值得注意的是,这意味着VR将变得非常不同,不同于以前编程人员将大部分任务保留在CPU上的时候,也就是说,VR会变得更好,更快。

  

 

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