NVIDIA 与 AMD 推动光线追踪平民化运动,布局下一波显卡革命

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NVIDIA 与 AMD 推动光线追踪平民化运动,布局下一波显卡革命
麻省理工科技评论 2019-03-25

2019-03-25

NVIDIA 决心要把实时光追技术引入消费市场,通过在 GPU 核心上额外增加的光线追踪计算单元,让光线追踪只能从非实时处理的领域,转而变成可以立即反映到游戏画面中的互动效果。
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NVIDIA 决心要把实时光追技术引入消费市场,通过在 GPU 核心上额外增加的光线追踪计算单元,让光线追踪只能从非实时处理的领域,转而变成可以立即反映到游戏画面中的互动效果。

光线追踪技术可以说是自 3D 绘图技术被发明出来之后,另一个重要的里程碑,通过该技术,可以大幅强化 3D 绘图的真实度,让物体和环境的光影互动可以更具有说服力。当然,这个技术的由来其实已经非常久,在高端图形模拟或者是电影图学早被广泛应用。然而就好比 AI 技术所使用的深度学习算法,其实早在数十年前就已经发明出来,但碍于计算硬件的发展限制,使其迟迟难以进入消费市场。

NVIDIA 与 AMD 推动光线追踪平民化运动,布局下一波显卡革命

图|NVIDIA 希望通过光线追踪技术,让游戏画面的说服力更强。(来源:NVIDIA)

而 NVIDIA 决心要把实时光追技术引入消费市场,通过在 GPU 核心上额外增加的光线追踪计算单元,让光线追踪只能从非实时处理的领域,转而变成可以立即反映到游戏画面中的互动效果。

然而作为第一代“平民化”光追产品,其成本相较现有成熟绘图技术仍要高昂许多,使其仍难以真正达成平民化的诉求,也因此,为了快速扩大光追的软件生态成熟度,扩大可执行光追软件的硬件环境基础,也就成了光追技术平民化的第二步。

当然,缺席主流消费绘图技术市场已久的 AMD,也期望通过对第二代平民化光追技术的引入,取得和 NVIDIA 平起平坐的机会,另一方面,宣告重回游戏绘图技术领域的英特尔,自然也把光追技术列为重点发展项目,通过挖走 AMD 大批专业绘图技术人才,英特尔即将在 2020 年发布的新一代独立绘图架构看起来也是具备了一定的吸引力。

从 GTX 走到 RTX 的 NVIDIA

2018 下半年,采用 Pascal 芯片的 GTX 系列绘图卡迎来了生命的第二年,而这是消费性娱乐显卡有史以来寿命最长的系列,会造成这个结果,主要还是因为最大竞争对手 AMD 的绘图卡产品长久以来缺乏竞争力,无法对 NVIDIA 造成任何压力之故。

另一方面,因为 NVIDIA 把业务发展主轴逐渐转移到专业计算方面,绘图卡技术更新趋缓,导致市场逐渐疲乏,加上挖矿风气盛行,消费绘图卡卖到矿场甚至要多于卖给游戏玩家。当然,NVIDIA 也知道把绘图卡卖去挖矿并不是个好生意,除了高负载造成的寿命减损,加密货币的不稳定,也可能会造成二手卡回流市场反噬正常绘图卡生意的状况。

为了带给市场更新的刺激,NVIDIA 便决定推出引入专业计算领域研发成果的 Turing 架构绘图芯片,期望能重新拉抬陷入死水的游戏市场,同时也想摆脱受挖矿所累的旧 Pascal 架构。Turing 其实就是针对专业计算的 Volta 架构芯片的缩小优化版,同样是把 TensorCore 和光追计算单元 RT Core 加到 GPU 核心中,以光线追踪作为主要技术诉求,而以该芯片为基础,并以 RT Core 的 RT 作为系列名称的前缀,推出 RTX2000 系列绘图卡。

作为首次具备光线追踪的硬件实时计算能力的产品,RTX 系列显卡的确在发布之初收到了玩家相当程度的关爱眼神,但与 NVIDIA 过去的产品策略不同,RTX 显卡并不是要直接取代旧有的 GTX 产品线,反而是在现有产品线直接迭加上去,导致价格也水涨船高。

NVIDIA 这么做的原因有几个,首先,GTX 系列显卡因为矿灾影响,库存数量庞大,无法直接认赔杀出。其次,Turing 架构芯片是从 Volta 架构修改而来,而不是真正意义上的重新设计,加上为了要和旧款 GTX 显卡拉开效能差距,整体用料和设计成本原本就偏高,而最重要的是,为确保利润持续增加,让财务报表更加漂亮,同时考量到高端游戏玩家的经济负担能力较强,所以价格定位就直接累加上去。

不如预期的首批技术成果,导致光追硬件环境普及率难以提升

不过在首批买家实际测试之后,发现其实际效能成长并不如宣传那般惊人,且当初唯一支持光追技术的的游戏大作又是著名 EA 公司推出的未完成品,游戏体验不佳,游戏引擎优化也不够好,更让消费者心底一凉。

在迟迟无法取得主要游戏大厂和游戏引擎的支持,无法彰显光追效果的情况下,RTX 系列显卡销售状况相当不理想,加上 GTX 系列显卡还有大堆库存堆积在板卡厂商的仓库,RTX 显卡无法得到全力的营销支持,因此,RTX 与 GTX 双双落难。

实际上,自从 NVIDIA 以光线追踪为主要卖点推出新一代的 RTX 绘图芯片后,市场的争议就不断,首先,RTX 绘图卡价格高昂难以普及,而光追技术也在硬件普及率不足的情况之下,迟迟难以打入游戏软件中。在游戏数量不足的情况之下,RTX 又更难卖,这也形成了死循环,让 NVIDIA 不止旧 GTX 卡受到库存影响,连 RTX 卡也卖不动,造成其 2018 年第四季游戏绘图产品出货的不振,这也导致 NVIDIA 股价跌跌不休,连在自家主场 GTC 上也不再对 AMD 和英特尔的下一世代绘图卡产品进行回应,只有平淡的继续鼓吹那套买越多省越多的计算生态逻辑。

当然,NVIDIA 也不是石头一颗,毕竟 GTX 旧卡和 RTX 新卡都卡住卖不动,若继续坚持 RTX 高大上的策略,那只会落得一起死的命运。

在此情况之下,山不转路转,开启 GTX 显卡的光追功能,让光追执行平台先获得普及,吸引更多游戏开发者入场,等游戏支持数量够多,具备硬件光追计算能力的 RTX 显卡就可以用更好的效果与效能表现承接这些软件资源,而 GTX 显卡也差不多都清完库存,就可以让板卡厂全力冲刺 RTX 显卡的销售了。

而这也是 NVIDIA 所打的如意算盘。

从专有计算架构中解放:达成光追平民化的第一步

NVIDIA 与 AMD 推动光线追踪平民化运动,布局下一波显卡革命

图|NVIDIA 目前支持光追技术的绘图芯片平台。(来源:NVIDIA)

于是 NVIDIA 在 GTC 就宣布推出 NVIDIA GameWorks RTX,并同时针对 GTX 旧卡进行解禁,让 GTX 旧卡也能跑光追游戏。

为何 NVIDIA 要这么做?其实这个套路和 NVIDIA 在专业计算市场上的手法大同小异,那就是先从装机基础数量进行扩展,有了足够的“光追卡”装机量,才有本钱说服游戏公司或游戏引擎公司支持其光追技术。另外 GameWorks RTX 则是一种绑桩作法,那就是使用更友善的开发工具,让游戏开发者习惯针对 NVIDIA 的硬件环境优化,那长久之后,自然也能得到更好的市场地位。

之前 NVIDIA 通过与 CUDA 相关的一系列开发工具,成功洗脑千千万万个开发者投入 GPU 的专业计算领域中,成功帮助 NVIDIA 开拓了 AI 王朝,为黄仁勋创造了 AI 之父的名号。而这次在游戏环境中,NVIDIA 也想要用同样的说故事手法,把其在 AI 计算领域的成功经验复制到游戏的光追生态兼容优势上。

当然,以 NVIDIA 目前在独立绘图芯片超过八成的市占,若解禁 GTX 旧卡的光追绘图能力,那么市场马上就多了数以千万计的光追卡装机量,那么对于 NVIDIA 在光追游戏生态的掌握,以及说服游戏公司的支持,绝对能创造极大的优势。

但这么做也是有隐忧,如果旧的 GTX 卡支持了光追,那高端的 RTX 卡不就更卖不动了?

当然,NVIDIA 并不傻,因此即便 GTX 能支持光追,但仅能开启最低效果,只有高端 RTX 卡才能开启完整的效果。因此仍然能够达到区隔不同产品等级的目的,同时又能增加那些已经滞销的 GTX 绘图卡的销售动能,正所谓一石二鸟之策。

不过就 DT 君在实际游戏画面的比较经验上,其实光追开到高档,和低档效果差异不大,反而是一般的远近、模型精细度、贴图精细度等比较看得出差别,NVIDIA 这招能否像中药一样能强身又不伤身,不至于反打自家产品,其实业界也是颇有疑虑。

似乎有和NVIDIA的GTC互别苗头之意,AMD 也在美国时间 3 月 21 日的 GDC(Game Developers Conference) 大会的场子上展示 Radeon-Rays 光追技术。

Radeon-Rays 的前身是 AMD FireRays,简而言之是一套开源的软件光线追踪软件,根据 AMD 网站上的介绍,Radeon Rays 为开放源码以及 GPUOpen 计划的一部分,可轻松整合、支持所有符合 OpenCL 1.2 标准的平台,可部署于非 AMD 硬体和 Windows、OS X 和 Linux 操作系统。第二代 Radeon Rays 版本适用于多种底层 API,包括 OpenCL、Embree 等,第二代技术可以实现实时的光线追踪,而这也是 AMD 的核心布局之一。

NVIDIA 与 AMD 推动光线追踪平民化运动,布局下一波显卡革命

图|Radeon-Rays 技术已经进入到主流游戏引擎 Unity 中(来源:AMD)

比较尴尬的是,AMD 的 Radeon-Rays 技术暂时不支持 Windows 平台上的 DirectX API,不过 AMD 曾经表示该技术很快就会支持 DirectX,考虑到 Navi 的推出时程,时间点有可能落在今年下半年。

与 NVIDIA 不同,AMD 的 Navi 可能还不会具备专用的光追计算单元,而是纯粹交由 GPU 的渲染器来处理,这也代表 Navi 瞄准的可能是主流市场,同时,通过 Radeon Rays,将支持光追技术的基础快速扩大。另一方面,游戏引擎公司 Crytek 也发表了新一代支持光追技术的 Cry 引擎 5,而与著名的 EA 寒霜引擎不同,Crytek 将暂时不会使用专属光追计算硬件,而是使用软件的达成方式,利用一种称为 Voxel Cone Tracing 的技术来达成光追的效果,這點恰好也与 AMD 臭味相投。

NVIDIA 下放到 GTX 旧卡,以及 AMD 在主流卡上投入 Radeon Rays 光追技术,除了可看作绘图卡在光追技术领域的妥协以外,也有着 AMD 在荒废高端绘图卡多年之后,欲重新入阵与 NVIDIA 同台较劲的意味,另一方面,也是为了防范来自英特尔的威胁,此前,英特尔挖走大批 AMD 的绘图技术专家,并在 2018 年底宣布要重回独立显卡市场,而根据最近透露的信息,英特尔的显卡将会完整支持光追技术。

有竞争才有进步

对消费者而言,游戏绘图卡或将重新迎来过去那段多个山头顶立,彼此在技术和市场上较劲的时代,不仅选择性更多,对消费者而言,有竞争也才能带来更优惠的价格,而不是像现在,独立显卡被 NVIDIA 独占之后,相关技术的发展就明显放缓,且新一代产品价格也不断叠加上去的窘况。

而拜竞争所赐,或许在未来几年,可以绘制真实世界的绘图技术也将出现,届时电脑或游戏机的画面将是电影等级的呈现,而在 AR 与 VR 方面,也将具备更好的技术来创造沉浸感更丰富的画面体验,打造真正的《头号玩家》世界。


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