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| 本文作者： 三川 | 2017-05-11 08:23 | 專題：GTC 2017【直播】 |
編者按：北京時間 5 月 11 日 00：00，萬眾矚目的英偉達 CEO 黃仁勛 Keynote 演講，在加州圣何塞舉行。全場長達兩個多小時，本場主題演講的話題涉獵面其實很廣： VR、Volta、超算、GPU 云服務(wù)、自動駕駛芯片、以及機器人訓(xùn)練。英偉達也恰恰在 GTC 舉辦的同時，公布了2017年第一季度的財報。財務(wù)數(shù)據(jù)顯示，NVIDIA在2017第一季度營收同比增長48%，達到19.4億美元。看來，英偉達已經(jīng)如同老黃所說，已完全轉(zhuǎn)型成為領(lǐng)先的 AI 企業(yè)。
今年的 NVIDIA GTC 開發(fā)者大會，與往年頗有些不同。
北京時間 5 月 11 日 00：00，萬眾矚目的英偉達 CEO 黃仁勛 Keynote 演講，在加州圣何塞舉行。全場長達兩個多小時，雷鋒網(wǎng)記者在媒體中第一位入場，坐在了前排中央。然而，整場演講下來，老黃并沒有一句提到游戲。
本場主題演講的話題涉獵面其實很廣： VR、Volta、超算、GPU 云服務(wù)、自動駕駛芯片、以及機器人訓(xùn)練。但是，所有這些話題都有一個共同點：要么基于 AI、深度學(xué)習(xí)技術(shù)，要么為 AI、深度學(xué)習(xí)技術(shù)服務(wù)。
英偉達也恰恰在 GTC 舉辦的同時，公布了2017年第一季度的財報。財務(wù)數(shù)據(jù)顯示，NVIDIA在2017第一季度營收同比增長48%，達到19.4億美元。在過去一年里，NVIDIA致力于深度學(xué)習(xí)的計算系統(tǒng)解決方案極大推動了語音識別、機器視覺、虛擬助手、自動駕駛等領(lǐng)域的發(fā)展，而其在各行各業(yè)的核心開發(fā)者也成為這家“核彈公司”源源不斷的增長動力。
看來，英偉達已經(jīng)如同老黃所說，已完全轉(zhuǎn)型成為領(lǐng)先的 AI 企業(yè)。本屆 GTC 的主題，便是 AI & 深度學(xué)習(xí)。當(dāng)然，還有劃時代的深度學(xué)習(xí)硬件 Volta。下面，便是本屆 GTC 英偉達發(fā)布的五大革命性產(chǎn)品：Project Holodeck、Volta、英偉達 GPU 云、Xavier DLA，以及 Isaac 機器人模擬機。
Project Holodeck 是老黃發(fā)布的第一個產(chǎn)品，堪稱是本屆 GTC 的開胃菜。它將 VR 和 AI 的頂尖技術(shù)相結(jié)合，所構(gòu)建的 VR 社交、工作空間。它有三大特點：
照片級逼真的視覺
物理交互
協(xié)作
其中最大的亮點，無疑是物理交互體驗。老黃表示，虛擬共享空間必須要遵從物理定律，否則就無從營造真實世界般的沉浸感。相比之下，同屬 VR 社交空間應(yīng)用的 Facebook Spaces，并沒有這么強調(diào)物理屬性。
英偉達與頂級跑車制造商科尼塞克合作，甚至請科尼塞克創(chuàng)始人 Christian Koenigsegg 利用 VR 化身（上圖中的虛擬人）“現(xiàn)身”說法。
演示中，有兩個細(xì)節(jié)值得我們注意：
當(dāng) VR 化身觸摸方向盤時，其“手掌”并不會像網(wǎng)游那樣穿過方向盤，而是能實實在在地握住它。雷鋒網(wǎng)獲知，用戶還能在 Project Holodeck 里舉起東西。這充分展示了“物理交互”。
Project Holodeck 導(dǎo)入了科尼塞克最新車型（上圖）的全部三維數(shù)據(jù)——不僅僅是外觀，還有內(nèi)飾、零件。隨老黃一聲令下，整部車分解成一個個的獨立零件；展示了讓 VR “不止于社交”的可能性。
Project Holodeck 將于 9 月開放早鳥體驗。
沒錯，Volta 終于來了。繼 Pascal （帕斯卡）之后的新一代 GPU 架構(gòu)，在萬眾期待下亮相。對于絕大多數(shù)觀眾，不論 GTC 推出了多少 AI 工具，都無法遮掩 Volta 作為本屆大會心臟的事實。
畢竟，英偉達今后二至三年的 GPU 產(chǎn)品線，全都要由 Volta 供血。雖然 Volta 架構(gòu)的游戲顯卡最快在今年底才可能與大家見面，但通過深度學(xué)習(xí)卡，也可一窺 Volta 的滿血性能。那么在本屆 GTC，英偉達推出了哪些基于 Volta 的產(chǎn)品？
答案是 Tesla V100，以及基于它的深度學(xué)習(xí)計算機 DGX-1 和 DGX Station。
“迄今為止英偉達難度最高、最復(fù)雜的項目；
耗費數(shù)千工程師數(shù)年光陰來完成；
全世界有史以來最昂貴的計算機項目（研發(fā)支出為 30 億美元）。”
說的就是 Tesla V100，基于新一代 Volta 架構(gòu)。但英偉達在它身上實現(xiàn)的壯舉遠(yuǎn)不止與此：
Tesla V100 的芯片面積是驚人的 815 平方毫米，約等于一塊 Apple Watch，真正達到光刻技術(shù)的極限。老黃說：“不可能做出比這再大的 GPU 芯片……我把這看做是幾乎‘不可能實現(xiàn)的’，是制造技術(shù)的一項不可思議的驚人績業(yè)。”
來自三星的 16GB HBM2 顯存，帶寬達到驚人的 900 GB/s。
詳細(xì)規(guī)格見下圖：
相比 Pascal，Volta 有全新的張量運算指令，這就是 Tensor Core。
它既是指令也是數(shù)據(jù)格式，是 4*4 的矩陣處理陣列。它使得 Volta 的訓(xùn)練吞吐量達到了 Pascal 的 12 倍，推理吞吐量達到 6 倍。借助它，Tesla V100 的張量運算能力達到 120 TFLOPS。
它是 Volta 的高性能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理引擎，或者說編譯器。目的是為推理運算快速地優(yōu)化、驗證、部署訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
老黃解釋道：”訓(xùn)練完成之后，用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的框架會生成圖。圖需要為你使用的處理器進行優(yōu)化、編譯。我們把這稱為 TensorRT。“
眾所周知，深度學(xué)習(xí)運算可被分為訓(xùn)練和推理兩部分。從前， N 卡只關(guān)注訓(xùn)練，而在 Tesla V100 上，英偉達終于對推理“動真格”。老黃表示，從 Volta 開始，英偉達 GPU 將對訓(xùn)練、推理兼顧，可謂是革命性的突破。如圖所示，Tesla V100 的推理運算速度是 Skylake CPU 的十余倍不止。CPU、FPGA 和 TPU 們怕了么？
這是 Tesla K80、P100 與 V100 三代架構(gòu)的性能對比。在 Caffe2、Microsoft Cognitive Toolkit（CNTK）、MXnet 三大框架上，V100 取得了數(shù)倍的性能提升。以 Caffe2 為例，訓(xùn)練時間由 K80 的 40 多小時，縮減到 V100 的不到 10 小時。
深度學(xué)習(xí)超級計算機 DGX-1 也把 GPU 升級為 Volta，這便是 DGX-1V。
它內(nèi)置八塊 Tesla V100，運算能力為驚人的 960 Tensor TFLOPS。老黃表示，過去 Titan X 需花費八天訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用 DGX-1V 只需八個小時。它相當(dāng)于是“把 400 個服務(wù)器裝進一個盒子里”。
售價 149000 美元，即日起接受預(yù)定，第三季度出貨。
DGX Station 則是縮小版的 DGX-1V，老黃稱其為“Personal DGX”，堪稱是終極深度學(xué)習(xí)PC。英偉達內(nèi)部已經(jīng)使用很久，每個工程師要么有 DGX-1V，要么有 DGX Station，再要么兩個都有。這次，老黃決心把它推向市場。
它內(nèi)置四塊 Tesla V100，運算力因而是 DGX-1V 的一半。1500W 功耗，使用水冷。售價 69000 美刀。
另外一個基于 Tesla V100 的新硬件產(chǎn)品是 HGX-1。這是英偉達與微軟合作開發(fā)的公有云服務(wù)器。老黃聲稱，這是業(yè)內(nèi)首個堪稱標(biāo)桿的云圖形加速器。它內(nèi)置八塊 Tesla V100，設(shè)計時就考慮了公有云服務(wù)器必需的多種任務(wù)處理與全能性。
“這是世界上首個混合深度學(xué)習(xí)云平臺”，老黃說。
每一名深度學(xué)習(xí)工程師大概都深有體會：在一臺設(shè)備上創(chuàng)建、設(shè)置開發(fā)環(huán)境并不是一件省心的事。這花費的時間可能是整整一天，可能是一個星期、一個月，也可能灰心喪氣干脆放棄。
為解決這一開發(fā)者的痛點，英偉達推出了 GPU 云。它的亮點非常直接——在幾分鐘內(nèi)設(shè)置好本地開發(fā)環(huán)境。而這，只需要打包下載一整套英偉達優(yōu)化、整合好的深度學(xué)習(xí)軟件包。開發(fā)者所有需要的庫和框架都包含在內(nèi)，并且用容器 NVDocker 隔離。
它支持全部深度學(xué)習(xí)開發(fā)框架。當(dāng)然，為利用云端成白上千 GPU 的強大計算力，開發(fā)者可一鍵在英偉達 GPU 云設(shè)立開發(fā)環(huán)境，上傳工作進度。
英偉達 GPU 云 將在七月公測。
Xavier 是英偉達的自動駕駛 AI 處理器。它的創(chuàng)新之處在于，整合了 CPU、GPU 以及 DLA 三大處理器的優(yōu)點：
雷鋒網(wǎng)注：DLA 即深度學(xué)習(xí)加速器，前段時間很火的谷歌 TPU，便是 DLA。
Xavier 同時具備 CPU 的單線程性能，CUDA 的并行加速能力，以及 DLA 的計算機視覺特殊功能。
老黃宣布，為加速深度學(xué)習(xí)技術(shù)的普及和進步，將開源 Xavier DLA 供所有開發(fā)者使用、修改。初期版本將在 7 月開放，完整版本將于 9 月公開。
Isaac （艾薩克）這個名字，來自于兩個人：一是象征物理學(xué)的艾薩克·牛頓，二是象征 AI 的艾薩克·阿西莫夫。這是英偉達傾力打造的終極機器人 AI 虛擬訓(xùn)練環(huán)境。
在真實世界人為訓(xùn)練機器人有先天的局限性：人力成本過高，風(fēng)險大，耗時長，效率極低。解決的方案，便是在虛擬環(huán)境進行機器人訓(xùn)練。這有點類似于訓(xùn)練智能體的模擬器 Deepmind Lab 和 OpenAI Gym。事實上，Isaac 直接連通 OpenAI Gym，借助后者的強化學(xué)習(xí)功能。
充分利用了英偉達在物理引擎上的造詣，老黃表示，Isaac 的目標(biāo)是打造一個遵從物理定律的“alternate universe”（替代空間）。虛擬訓(xùn)練空間將完全遵從現(xiàn)實世界的物理定律，除了時間。理想的情況是，在模擬機中學(xué)習(xí)過的機器人，就相當(dāng)于已經(jīng)預(yù)訓(xùn)練過。
而在時間上，機器人 AI 將以多重“分身”在 Isaac 中進行訓(xùn)練，每輪訓(xùn)練中最聰明的那一個，將進入下一輪分配給每個智能體；再從中選出表現(xiàn)最好的那一個進入下一輪，取代上一輪的所有智能體……
如此往復(fù)，以訓(xùn)練出最聰明的機器人 AI。
與GTC第一天的內(nèi)容集中在圖像處理不同，在兩個小時的演講中里，只有在開場不久列舉深度學(xué)習(xí)對圖像處理效果的改善以及中途演示《最終幻想》兩處與圖像處理有關(guān)，其他的時間中，老黃大談特談的是AI，是深度學(xué)習(xí)，是計算能力，是數(shù)據(jù)中心，是為開發(fā)者提供更有效的硬件與平臺。
在2016年，得益于人工智能紅利，英偉達股價累計漲幅接近200%，成為標(biāo)普500指數(shù)漲幅第一名。而在這次GTC大會上，老黃的演講再一次贏得了資本市場——在演講中，英偉達的股價一直上升，到收盤時漲幅為17.83%，市值達到了720億美元。
如同黃仁勛開場所言：我們需要找到摩爾定律之后的路。在摩爾定律實效、微處理器增速降低到每年10%的今天，GPU 計算的崛起已經(jīng)在引領(lǐng)著人工智能的革命。有這樣一組數(shù)據(jù)可以佐證：在過去5年中，GTC參會者增加了3倍，增長到7000人；GPU開發(fā)者增長11倍，增長到超過50萬人......而這一切對于英偉達來說只是一個時代的開始。
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